Mwyhaduron Ffibr Dop Erbium (EDFAs)

Mae mwyhaduron ffibr dop erbium (EDFAs) yn defnyddio elfennau daear prin fel erbium (Er3+) fel cyfrwng mwyhau.Mae'n cael ei ddopio i'r craidd ffibr yn ystod y broses weithgynhyrchu.Mae'n cynnwys darn byr o ffibr (tua 10 m fel arfer) wedi'i wneud o wydr lle mae swm bach rheoledig o erbium yn cael ei ychwanegu fel dopant ar ffurf ïon (Er3+).Felly, mae'r ffibr silica yn gweithredu fel cyfrwng cynnal.Y dopants (erbium) yn hytrach na ffibr silica sy'n pennu'r donfedd gweithredu a'r lled band cynnydd.Yn gyffredinol, mae EDFAs yn gweithredu yn rhanbarth tonfedd 1550 nm a gallant gynnig cynhwysedd sy'n fwy na 1 Tbps.Felly, fe'u defnyddir yn eang mewn systemau WDM.

Mae'r egwyddor o allyriadau ysgogol yn berthnasol i fecanwaith mwyhau'r EDFA.Pan fydd y dopant (ïon erbium) mewn cyflwr ynni uchel, bydd ffoton digwyddiad o'r signal optegol mewnbwn yn ei ysgogi.Mae'n rhyddhau peth o'i egni i'r dopant ac yn dychwelyd i gyflwr ynni is (“allyriad ysgogol”) sy'n fwy sefydlog.Mae'r ffigur isod yn dangos strwythur sylfaenol EDFA.

1.1 Strwythur sylfaenol EDFA

Mae'r deuod laser pwmp fel arfer yn cynhyrchu signal optegol o donfedd (ar naill ai 980 nm neu 1480 nm) ar bŵer uchel (~ 10-200 mW).Mae'r signal hwn wedi'i gyplysu â'r signal mewnbwn golau yn adran erbiumdoped y ffibr silica trwy gyplydd WDM.Bydd yr ïonau erbium yn amsugno'r egni signal pwmp hwn ac yn neidio i'w cyflwr cynhyrfus.Mae rhan o'r signal golau allbwn yn cael ei dapio a'i fwydo'n ôl wrth fewnbwn laser pwmp trwy hidlydd optegol a synhwyrydd.Mae hyn yn fecanwaith rheoli pŵer adborth er mwyn gwneud EDFAs yn fwyhaduron hunanreoleiddiol.Pan fydd yr holl electronau metasefydlog yn cael eu defnyddio yna nid oes unrhyw fwyhad pellach yn digwydd.Felly, mae'r system yn sefydlogi'n awtomatig oherwydd bod pŵer optegol allbwn yr EDFA yn parhau i fod bron yn gyson waeth beth fo'r amrywiad pŵer mewnbwn, os o gwbl.

1.2 Sgematig swyddogaethol symlach o EDFA

Mae'r ffigur uchod yn dangos sgematig swyddogaethol symlach EDFA lle mae signal pwmp o'r laser yn cael ei ychwanegu at signal optegol mewnbwn (ar 1480 nm neu 980 nm) trwy gyplydd WDM.

Mae'r diagram hwn yn dangos mwyhadur EDF sylfaenol iawn.Tonfedd y signal pwmp (gyda phŵer pwmp o tua 50 mW) yw 1480 nm neu 980 nm.Mae peth rhan o'r signal pwmp hwn yn cael ei drosglwyddo i'r signal optegol mewnbwn trwy allyriad ysgogol o fewn darn byr o ffibr dop Erbium.Mae ganddo gynnydd optegol nodweddiadol o tua 5-15 dB a ffigwr sŵn llai na 10 dB.Ar gyfer gweithrediad 1550 nm, mae'n bosibl cael enillion optegol 30-40 dB.

1.3 Gwireddu EDFA yn ymarferol

Mae'r ffigur uchod yn dangos gweithrediad symlach EDFA gyda'i strwythur ymarferol pan gaiff ei ddefnyddio wrth gymhwyso WDM.

Fel y dangosir, mae'n cynnwys y prif rannau canlynol:

• Ynysydd yn y mewnbwn.Mae hyn yn atal y sŵn a gynhyrchir gan EDFA rhag ymledu tuag at ben y trosglwyddydd.

• Mae cwplwr WDM.Mae'n cyfuno'r signal data mewnbwn optegol pŵer isel 1550 nm â signal optegol pwmpio pŵer uchel (o ffynhonnell pwmp fel laser) ar donfedd 980 nm.

• Rhan fach o ffibr silica wedi'i dopio erbium.Mewn gwirionedd, hwn yw cyfrwng gweithredol yr EDFA.

• Ynysydd wrth yr allbwn.Mae'n helpu i atal unrhyw signal optegol a adlewyrchir yn ôl rhag mynd i mewn i'r ffibr silica â dop erbium.

Mae'r signal allbwn terfynol yn signal data optegol tonfedd 1550 nm chwyddedig gyda signal pwmp tonfedd 980 nm gweddilliol.

Mathau o Mwyhaduron Ffibr Doped Erbium (EDFAs)

Mae dau fath o strwythur Mwyhaduron Ffibr Doped Erbium (EDFAs):

• EDFA gyda phwmp cyd-luosogi

• EDFA gyda phwmp gwrth-luosogi

Mae'r ffigur isod yn dangos trefniadau gwrth-luosogi pwmp a phympiau deugyfeiriadol y gellir eu defnyddio mewn strwythurau EDFA.

Trefniadau pwmp gwahanol

Mae pwmp cyd-lluosogi EDFA nodweddion pŵer optegol allbwn is gyda sŵn isel;tra bod pwmp gwrth-luosogi EDFA yn darparu pŵer optegol allbwn uwch ond yn cynhyrchu mwy o sŵn hefyd.Mewn EDFA masnachol nodweddiadol, defnyddir pwmp deugyfeiriadol gyda phwmpio cyd-luosogi a gwrth-luosogi ar yr un pryd sy'n arwain at gynnydd optegol cymharol unffurf.

Cymhwyso EDFA fel atgyfnerthu, mewn-lein, a rhag-fwyhadur

Mewn cymhwysiad pellter hir o gyswllt cyfathrebu ffibr optegol, gellir defnyddio EDFAs fel mwyhadur atgyfnerthu yn allbwn y trosglwyddydd optegol, mwyhadur optegol mewn-lein ynghyd â'r ffibr optegol yn ogystal â rhag-fwyhadur ychydig cyn y derbynnydd, fel y dangosir yn y ffigwr uchod.

Gellir nodi bod EDFAs mewn-lein yn cael eu gosod ar bellter o 20-100 km oddi wrth ei gilydd yn dibynnu ar y golled ffibr.Mae'r signal mewnbwn optegol ar donfedd 1.55 μm, tra bod y laserau pwmp yn gweithredu ar donfedd 1.48 μm neu 980 nm.Hyd nodweddiadol ffibr dop Erbium yw 10-50 m.

Mecanwaith Ymhelaethu mewn EDFAs

Fel y dywedwyd yn gynharach, mae'r mecanwaith mwyhau mewn EDFA yn seiliedig ar allyriadau ysgogol tebyg i'r hyn a geir mewn laser.Mae egni uchel o'r signal pwmp optegol (a gynhyrchir gan laser arall) yn cyffroi'r ïonau erbium dopant (Er3+) mewn ffibr silica ar y cyflwr egni uchaf.Mae'r signal data optegol mewnbwn yn ysgogi trosglwyddiad yr ïonau Erbium cynhyrfus i'r cyflwr ynni is ac yn arwain at ymbelydredd ffotonau gyda'r un egni, hy, yr un donfedd â'r signal optegol mewnbwn.

Diagram lefel egni: Mae ïonau Erbium am ddim yn arddangos lefelau arwahanol o'r band egni.Pan fydd ïonau Erbium yn cael eu dopio i mewn i ffibr silica, mae pob un o'u lefelau egni yn rhannu'n nifer o lefelau sydd â chysylltiad agos er mwyn ffurfio band egni.

1.4 Mecanwaith ymhelaethu yn EDFA

Er mwyn cyrraedd gwrthdroad poblogaeth, mae ïonau Er3+ yn cael eu pwmpio ar lefel ganolradd 2. Mewn dull anuniongyrchol (pwmpio 980-nm), mae ïonau Er3+ yn cael eu symud yn barhaus o lefel 1 i lefel 3. Fe'i dilynir gan bydredd an-belydrol i lefel 2, o lle maent yn disgyn i lefel 1, gan belydru'r signalau optegol yn y donfedd ddymunol o 1500–1600 nm.Gelwir hyn yn fecanwaith mwyhau 3 lefel.

Am fwy o gynhyrchion â dop Erbium, edrychwch ar ein gwefan.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

E-bost:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Ffacs: +86-2887897578

Ychwanegu: Rhif 23, Chaoyang ffordd, Xihe stryd, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, Tsieina.