Prinsipe en tapassing fanEDFA erbium-dopearre glêstriedfersterker
De basisstruktuer fanEDFAerbium-dopearre glêstriedfersterker, dy't benammen bestiet út in aktyf medium (tsientallen meters lange dopearre kwartsfaser, kearndiameter 3-5 mikron, dopingkonsintraasje (25-1000)x10-6), pompljochtboarne (990 of 1480nm LD), optyske koppeling en optyske isolator. Sinjaalljocht en pompljocht kinne yn deselde rjochting (ko-pompen), tsjinoerstelde rjochting (omkearde pompen), of beide rjochtingen (bidireksjoneel pompen) yn 'e Erbiumfaser fuortplantsje. As it sinjaalljocht en pompljocht tagelyk yn 'e erbiumfaser ynjektearre wurde, wurdt it erbiumion ûnder ynfloed fan it pompljocht opwekke nei it hege enerzjynivo (trijenivo-systeem), en al gau ferfalt it nei it metastabiele nivo. As it ûnder ynfloed fan it ynfallende sinjaalljocht weromkomt nei de grûntastân, wurdt it foton dat oerienkomt mei it sinjaalljocht útstjoerd, sadat it sinjaal fersterke wurdt. It fersterke spontane emisje (ASE) spektrum hat in grutte bânbreedte (oant 20-40 nm) en hat twa pieken dy't oerienkomme mei respektivelik 1530 nm en 1550 nm.
De wichtichste foardielen fanEDFA-fersterkerbinne hege winst, grutte bânbreedte, hege útfierkrêft, hege pompeffisjinsje, leech ynfoegingsferlies en ûngefoelichheid foar polarisaasjetastannen.
It wurkprinsipe fan erbium-dopearre glêstriedfersterker
De mei Erbium dope glêstriedfersterker (EDFA Optyske Fersterker） bestiet benammen út in erbium-dopearre glêstried (sawat 10-30 m lang) en in pompljochtboarne. It wurkprinsipe is dat de erbium-dopearre glêstried stimulearre strieling genereart ûnder de aksje fan 'e pompljochtboarne (golflingte 980 nm of 1480 nm), en it útstrielde ljocht feroaret mei de feroaring fan it ynfierljochtsignaal, wat lykweardich is oan it fersterkjen fan it ynfierljochtsignaal. De resultaten litte sjen dat de winst fan in erbium-dopearre glêstriedfersterker meastal 15-40 db is, en de relaisôfstân kin mei mear as 100 km ferhege wurde. Dat, minsken kinne it net helpe, mar freegje: wêrom hawwe wittenskippers tocht oan it brûken fan dopearre erbium yn glêstriedfersterker om de yntensiteit fan ljochtweagen te ferheegjen? Wy witte dat erbium in seldsum ierde-elemint is, en seldsume ierde-eleminten hawwe har spesjale strukturele skaaimerken. Doping fan seldsume ierde-eleminten yn optyske apparaten wurdt al lang brûkt om de prestaasjes fan optyske apparaten te ferbetterjen, dus dit is gjin tafallige faktor. Derneist, wêrom wurdt de golflingte fan 'e pompljochtboarne keazen op 980nm of 1480nm? Eins kin de golflingte fan 'e pompljochtboarne 520nm, 650nm, 980nm en 1480nm wêze, mar de praktyk hat bewiisd dat de golflingte fan 'e 1480nm pompljochtboarnelasereffisjinsje it heechst is, folge troch de golflingte fan 'e 980nm pompljochtboarne.
Fysike struktuer
Basisstruktuer fan erbium-dopearre glêstriedfersterker (EDFA Optyske Fersterker). Der is in isolator oan 'e ynfier- en útfiereinen, it doel is om it optyske sinjaal ienrjochtingsoerdracht te meitsjen. De pomp-exciter hat in golflingte fan 980nm of 1480nm en wurdt brûkt om enerzjy te leverjen. De funksje fan 'e koppeler is om it ynfieroptyske sinjaal en it pompljocht te koppelen oan 'e erbium-dopearre glêstried, en de enerzjy fan it pompljocht oer te dragen oan it ynfieroptyske sinjaal troch de aksje fan 'e erbium-dopearre glêstried, om sa de enerzjyfersterking fan it ynfieroptyske sinjaal te realisearjen. Om in heger útfieroptysk fermogen en in legere rûsyndeks te krijen, brûkt de erbium-dopearre glêstriedfersterker dy't yn 'e praktyk brûkt wurdt de struktuer fan twa of mear pompboarnen mei isolators yn 'e midden om elkoar te isolearjen. Om in bredere en plattere fersterkingskromme te krijen, wurdt in fersterkingsôfplattingsfilter tafoege.
De EDFA bestiet út fiif haadûnderdielen: Erbium-dopearre glêstried (EDF), optyske koppeling (WDM), optyske isolator (ISO), optysk filter en pompfoarsjenning. Faak brûkte pompboarnen omfetsje 980nm en 1480nm, en dizze twa pompboarnen hawwe in hegere pompeffisjinsje en wurde faker brûkt. De rûskoëffisjint fan 'e 980nm pompljochtboarne is leger; De 1480nm pompljochtboarne hat in hegere pompeffisjinsje en kin in grutter útfierfermogen krije (sawat 3dB heger as de 980nm pompljochtboarne).
foardiel
1. De wurkgolflingte is yn oerienstimming mei it minimale ferswakkingsfinster fan single-mode glêstried.
2. Hege koppelingseffisjinsje. Omdat it in glêstriedfersterker is, is it maklik te keppeljen mei de transmisjefaser.
3. Hege enerzjykonverzje-effisjinsje. De kearn fan EDF is lytser as dy fan transmissiefaser, en it sinjaalljocht en pompljocht wurde tagelyk yn EDF oerdroegen, sadat de optyske kapasiteit tige konsintrearre is. Dit makket de ynteraksje tusken ljocht en it fersterkingsmedium Er-ion tige fol, keppele oan de passende lingte fan erbium-dopearre glêstried, sadat de konverzje-effisjinsje fan ljochtenerzjy heech is.
4. Hege winst, lege rûsyndeks, grutte útfierkrêft, lege oerspraak tusken kanalen.
5. Stabile fersterkingseigenskippen: EDFA is net gefoelich foar temperatuer, en fersterkings hawwe in lytse korrelaasje mei polarisaasje.
6. De fersterkingsfunksje is ûnôfhinklik fan 'e systeembitrate en it gegevensformaat.
tekoart
1. Net-lineêr effekt: EDFA fersterket it optyske fermogen troch it optyske fermogen dat yn 'e glêstried ynjektearre wurdt te fergrutsjen, mar hoe grutter hoe better. As it optyske fermogen oant in bepaalde mjitte ferhege wurdt, sil it net-lineêre effekt fan optyske glêstried produsearre wurde. Dêrom moat by it brûken fan optyske glêstriedfersterkers omtinken jûn wurde oan de wearde fan it kontrolearjen fan it ynkommende optyske glêstriedfermogen fan ien kanaal.
2. It golflingteberik fan 'e fersterking is fêst: it wurkgolflingteberik fan C-band EDFA is 1530nm ~ 1561nm; It wurkgolflingteberik fan L-band EDFA is 1565nm ~ 1625nm.
3. Uneven winstbânbreedte: De winstbânbreedte fan 'e EDFA erbium-dopearre glêstriedfersterker is tige breed, mar it winstspektrum fan 'e EDF sels is net flak. In winstôfplattingsfilter moat brûkt wurde om de winst yn it WDM-systeem ôf te flakjen.
4. Probleem mei ljochtstipe: As it ljochtpaad normaal is, wurde de erbiumionen dy't troch it pompljocht oanstutsen wurde, meifierd troch it sinjaalljocht, wêrtroch't de fersterking fan it sinjaalljocht foltôge wurdt. As it ynfierljocht ôfkoart wurdt, om't de metastabile erbiumionen har bliuwe opstapelje, sil de enerzjy, as de ynfier fan it sinjaalljocht weromset is, springe, wat resulteart yn in ljochtstipe.
5. De oplossing foar de optyske surge is om de automatyske optyske krêftreduksje (APR) of automatyske optyske útskeakelfunksje (APSD) yn EDFA te realisearjen, dat wol sizze, EDFA ferminderet automatysk de krêft of skeakelt automatysk de krêft út as der gjin ynfierljocht is, wêrtroch it foarkommen fan it surge-fenomeen ûnderdrukt wurdt.
Applikaasjemodus
1. De boosterfersterker wurdt brûkt om it fermogen fan meardere golflingtesignalen nei de boosterweach te ferheegjen, en se dan út te stjoeren. Omdat it sinjaalfermogen nei de boosterweach oer it algemien grut is, binne de rûsyndeks en fersterking fan in krêftfersterker net heul heech. Hat in relatyf grut útfierfermogen.
2. De line-fersterker, nei de krêftfersterker, wurdt brûkt om periodyk it ferlies fan line-oerdracht te kompensearjen, wêrby't oer it algemien in relatyf lytse rûsyndeks en in grut optysk útfierfermogen nedich binne.
3. Foarfersterker: Foar de splitter en nei de linefersterker wurdt it brûkt om it sinjaal te fersterkjen en de gefoelichheid fan 'e ûntfanger te ferbetterjen (yn it gefal dat de optyske signaal-ruisferhâlding (OSNR) oan 'e easken foldocht, kin it gruttere ynfierfermogen it lûd fan 'e ûntfanger sels ûnderdrukke en de ûntfangstgefoelichheid ferbetterje), en de lûdsyndeks is tige lyts. Der is gjin grutte eask oan it útfierfermogen.
Pleatsingstiid: 17 maart 2025