Co to są EDFA i EYDFA?

EDFA jest aktywnym urządzeniem optycznym, które wzmacnia słabe sygnały optyczne 1550 nm poprzez domieszkowanie rdzenia światłowodu optycznego elementem ziem rzadkim „ERBum (ER)”, wykorzystując stymulowany efekt emisji jonów ERBum.

Kluczowe funkcje:Niski hałas, wysoki wzrost, szeroka przepustowość

Porty:

1. Port wejściowy sygnału (IN): Podłącz słaby sygnał 1550 nm, który należy wzmocnić (taki jak sygnał po utracie transmisji światłowodowej lub słaby sygnał przed odbiornikiem). Moc wejściowa wynosi zwykle -30 do -10 dBm i musi pasować do rodzaju światłowodu (np. SMF -28).

2. Port wyjściowy sygnału (Out): Wyświetla wzmocniony sygnał 1550 nm (dla późniejszej transmisji lub odbioru). Moc wyjściowa wynosi zwykle od 0 do 20dbm (poziom MilliWatts), z niskim projektem odbicia (w celu uniknięcia zakłóceń zwrotu sygnału).

3. Porta pompy: Łączy się z laserem pompy, aby zapewnić energię wzbudzenia jonów ERB (rdzeń energii wejściowej). Główne długości fali pompy: 980 nm (niski szum) lub 1480 nm (wysoki wzmocnienie); Moc pompy 100 ~ 500 MW.

4. Port monitorujący (MON): Wyodrębnia 1% ~ 5% sygnału wyjściowego dla realnego monitorowania czasu - wzmocnionego sygnału i stabilności długości fali (do użytku operacyjnego). Moc wyjściowa jest znacznie niższa niż sygnał główny (zwykle -20 ~ -10dBm), co nie wpływa na transmisję sygnału głównego.

Zasada działania:

1. Wzbudzenie pompy (wtryskowanie energii) laser pompy wstrzykuje światło pompy 980 nm/1480 nm przez „port pompy” i jony Er³⁺ w rdzeniu pochłaniają energię pompującą, przechodząc ze stanu uziemienia (4i₁₅/₂) do wysokiego - stanu wzbudzonego energii (980nm pompy → 4i₁₁/₂; 1480NM).

2. Inwersja populacji (warunek wzmocnienia) Wysokie - jony er³⁺ są wysoce niestabilne i szybko spadają do stanu metastabilnego (4i₁₃/₂) przez „non - przejścia promieniujące” (z żywotnością około 10 ms, umożliwiając długie -} terminowe zatrzymanie); Gdy liczba jonów E 7 w stanie metastabilnego znacznie przekracza liczbę jonów stanu podstawowego, występuje „inwersja populacji” (stan podstawowy do wzmocnienia optycznego).

3. Wzmocnienie sygnału (stymulowana emisja) światło sygnałowe o pojemności 1550 nm, które należy wzmocnić, wchodzi do światłowodu domieszkowanego Erbium - przez „port wejściowy”. Energia fotonu światła sygnałowego doskonale odpowiada energii przejściowej ze stanu metastabilnego do stanu podstawowego jonów er³⁺, ekscytującej metastabilne jony er³⁺, aby szybko przejść z powrotem do stanu podstawowego i uwolnić nowe fotony, które są identyczne pod względem częstotliwości, fazy i polaryzacji z światłem sygnału; Te nowe fotony nadprzewodniczo łączą się z oryginalnym światłem sygnałowym, osiągając „wzmocnienie wykładnicze” mocy sygnału, która jest ostatecznie wysyłana przez „port wyjściowy”.

Zastosowania:

1. Long - Sieć szkieletu światłowodowego odległości, służąca jako „wzmacniacz liniowy”, wdrażany w intercity i transoceanicznych kablach optycznych w celu zrekompensowania tłumienia sygnału.

2. Terminal komunikacyjny światłowodowy, w którym koniec odbiornika działa jako wzmacniacz pre - w celu wzmocnienia słabych sygnałów, zwiększając wrażliwość odbierania mobilnych stacji bazowych i modemów optycznych.

3. W systemach CATV (telewizja kablowa) wzmacniając sygnały telewizyjne w zakresie długości długości fali o pojemności 1550 nm w celu osiągnięcia zasięgu przez setki kilometrów, unikając degradacji jakości obrazu z powodu tłumienia.

4. Systemy wykrywania światłowodowego, wzmacniające słabe sygnały optyczne z czujników odkształcenia i temperatury, takie jak realne - monitorowanie czasowe mostów oraz rurociągów olejowych i gazowych, rozszerzając odległość wykrywania (do ponad 100 kilometrów).

Dopinowanie zarówno jonów erbium, jak i jonów Ytterbium w rdzeniu światłowodowym, wykorzystując mechanizm jonów itterbium „skutecznie pochłaniając światło pompy i przenosząc energię do jonów erbium”, osiąga optyczne urządzenia do amplifikacji sygnału o dużej mocy w paśmie długości fali o długości 1550 nm, przełamując limity mocy.

Kluczowe funkcje:W porównaniu z EDFA ma wyższą wydajność absorpcji pompy, silniejszą tolerancję o wysokiej mocy i wyższą moc wyjściową.

Porty:

1. Port wejściowy sygnału (IN): Łączy się z sygnałem 1550 nm (słaby lub średnią sygnał mocy), z szerszym zakresem mocy wejściowej (-20 do 0dBM) i wysokiej tolerancji mocy (aby uniknąć wypalania).

2. Port wyjściowy sygnału (Out): Wyświetla sygnał o wysokiej mocy 1550 nm (dla zastosowań laserowych lub transmisji o wysokiej mocy), z mocą wyjściową w zakresie od 1W do 1 kW (od poziomu WAT do kilowatów), wymagając złącza o wysokiej mocy (takie jak wersja FC/APC wysokiej mocy), z ochroną sparzenia i zapobieganiem szczelności światła.

3. PORT POMP: Wiele pomp można wstrzykiwać w połączeniu w celu zwiększenia całkowitej mocy pompy (rdzeń wysokiej mocy wyjściowej). Długości fali pompy głównego nurtu: 808 nm (niski koszt) lub 915 nm (wysoka wydajność); Pojedyncza moc pompy od 5 do 20 W, całkowita moc wielu pomp może osiągnąć ponad 50 W.

4. Port monitorowania/sterowania: ① Monitoruje moc wyjściową i temperaturę (aby uniknąć przegrzania); ② Zewnętrzny moduł sterowania do regulacji mocy/wzmocnienia pompy. Port monitorujący wyodrębnia 0,1% do 1% sygnału (aby uniknąć wpływu na wysoką moc wyjściową); Port sterujący obsługuje protokół RS485/Ethernet.

Zasada działania:

1. Pulpowanie pompy (preferencja jonowa Ytterbium) Multi - lasery pompy wstrzyknięcia pompy przy 808 nm/915 nm przez „port pompy”. Jony Ytterbium (YB³⁺) w rdzeniu włókien preferencyjnie pochłaniają energię, przechodząc ze stanu podstawowego (²f₇/₂) do stanu wzbudzonego (²f₅/₂).

2. Transfer energii (itterbium na erbi) wzbudzone jony itterbium nie emitują bezpośrednio fotonów; Zamiast tego skutecznie przenoszą energię do sąsiednich jonów erbi (er³⁺) poprzez „nie -} transfer energii radiacyjnej”, umożliwiając przejście jonów ERBum ze stanu podstawowego (4i₁₅/₂) do stanu metastabilnego (4i₁₃/₂). Ten etap dotyczy niskiej wydajności bezpośredniej wchłaniania jonów Erbium w EDFA i pozwala uniknąć odpadów energetycznych spowodowanych wysokimi stężeniami jonów ERBum.

3. Amplifikacja sygnału (emisja stymulowana jonami ERBium) Zgodnie z EDFA: światło sygnałowe 1550 nm podnieca metastabilne jony ERBum do przejścia, uwalniając częstotliwość -, aby osiągnąć amplifikację sygnału. Ze względu na silniejszą energię przesyłaną jonami Ytterbium może obsługiwać wyjście sygnału wyższego (WATT - poziom / Kilowatt -).

Zastosowania:

1. Komunikacja światłowodowa High -, używana jako „wzmacniacz mocy” dla sieci Metropolitan Area i sieci dostępu, zwiększa całkowitą moc wyjściową sygnałów kanałów multi -, na przykład w podmiejskich sieciach optycznych obejmujących więcej niż 50 kurometrów.

2. Lasery światłowodowe -, służące jako urządzenia wzmacniające rdzeń, kilowatowy kilowat - Lasery poziomu 1550 nm stosowane do cięcia metalu (stal nierdzewna, stop aluminium), spawanie i obróbka powierzchniowa (takie jak produkowanie samochodów, Aerospace).

3. Medyczne urządzenia laserowe, wyjściowe wat - lasery stosowane do operacji okulistycznej (takie jak leczenie zaćmy), zabiegi dermatologiczne (takie jak usuwanie pigmentacji, usuwanie włosów) - 1550nm długość fali ma umiarkowaną penetrację tkanki w ludzkim ciele.

4. Komunikacja optyczna kosmiczna, w której EYDFA działa jako wzmacniacz mocy stacji naziemnej w satelitarnym - do - komunikacja laserowa naziemna, wyświetlając wysoką - sygnały mocy w celu przezwyciężenia straty atmosferycznej, takich jak transmisja danych laserowych z satelitów beidou.

5. W dziedzinie badań naukowych, wykorzystywanych do analizy spektralnej laserowej, lidar (taki jak monitorowanie zanieczyszczeń atmosferycznych) oraz jako źródło napędzające laserowe fuzję bezwładności (ICF).