Apa itu EDFA dan EYDFA?

EDFA adalah peranti optik aktif yang menguatkan isyarat optik 1550nm yang lemah dengan doping teras serat optik dengan elemen nadir bumi "Erbium (ER)", menggunakan kesan pelepasan yang dirangsang oleh ion erbium.

Ciri -ciri utama:bunyi rendah, keuntungan tinggi, lebar lebar lebar

Pelabuhan:

1. Port Input Isyarat (dalam): Sambungkan isyarat lemah 1550nm yang perlu dikuatkan (seperti isyarat selepas kehilangan penghantaran serat optik, atau isyarat lemah sebelum penerima). Kuasa input biasanya -30 hingga -10 dBm dan mesti sepadan dengan jenis serat optik (contohnya, SMF -28).

2. Port output isyarat (keluar): Output isyarat 1550nm yang diperkuat (untuk penghantaran atau penerimaan berikutnya). Kuasa output biasanya antara 0 hingga 20dbm (tahap milliwatts), dengan reka bentuk refleksi yang rendah (untuk mengelakkan gangguan pulangan isyarat).

3. Pelabuhan Pam: Sambungkan ke laser pam untuk menyediakan tenaga pengujaan untuk ion Erbium (pelabuhan input tenaga teras). Panjang gelombang pam utama: 980nm (bunyi rendah) atau 1480nm (keuntungan tinggi); PUMP POWER 100 ~ 500MW.

4. Port Pemantauan (MON): Ekstrak 1% ~ 5% daripada isyarat output untuk pemantauan masa sebenar - dari kuasa dan kestabilan panjang gelombang yang diperkuatkan (untuk kegunaan operasi). Kuasa output jauh lebih rendah daripada isyarat utama (biasanya -20 ~ -10dbm), yang tidak menjejaskan penghantaran isyarat utama.

Prinsip Operasi:

1. Pengujaan pam (suntikan tenaga) Laser pam menyuntik lampu pam 980nm/1480nm melalui "port pam," dan ion -ion ergan dalam teras menyerap tenaga pam, beralih dari keadaan tanah (4i₁₅/₂)

2. Penyongsangan populasi (keadaan untuk penguatan) ion tenaga - yang tinggi adalah sangat tidak stabil dan cepat jatuh ke keadaan metastable (4i₁₃/₂) melalui "non - peralihan radiasi" (dengan seumur hidup kira -kira 10ms, yang membolehkan jangka panjang -; Apabila bilangan ion Er³⁺ dalam keadaan metastable ketara melebihi ion keadaan tanah, "penyongsangan populasi" berlaku (keadaan teras untuk penguatan optik).

3. Penguatan isyarat (pelepasan yang dirangsang) cahaya isyarat 1550nm yang perlu dikuatkan memasuki erbium - serat doped melalui "port input." Tenaga foton cahaya isyarat dengan sempurna sepadan dengan tenaga peralihan dari keadaan metastable ke keadaan tanah ion -ion er³, menarik ion -ion metastable er (ion -ion untuk cepat beralih ke keadaan tanah dan melepaskan foton baru yang sama dengan kekerapan, fasa, dan polarisasi kepada cahaya isyarat; Foton baru ini secara superconductively menggabungkan dengan cahaya isyarat asal, mencapai "penguatan eksponen" kuasa isyarat, yang akhirnya output melalui "port output."

Aplikasi:

1. Long - Jarak Rangkaian Backbone Komunikasi Serat Optik, Berkhidmat sebagai "penguat garis", yang digunakan dalam kabel optik antara dan transoceanic untuk mengimbangi pelemahan isyarat.

2. Terminal komunikasi serat optik, di mana akhir penerima bertindak sebagai penguat pra - untuk menguatkan isyarat yang lemah, meningkatkan kepekaan penerimaan stesen asas mudah alih dan modem optik.

3. Dalam sistem CATV (televisyen kabel), menguatkan isyarat televisyen dalam julat panjang gelombang 1550nm untuk mencapai liputan untuk beratus -ratus kilometer, mengelakkan kemerosotan kualiti gambar akibat pelemahan.

4.

Doping kedua -dua ion erbium dan ion ytterbium dalam teras serat optik, menggunakan mekanisme ion ytterbium "dengan cekap menyerap cahaya pam dan memindahkan tenaga ke ion erbium," mencapai peranti penguatan isyarat optik kuasa tinggi dalam jalur panjang gelombang 1550nm, memecahkan batas kuasa EDFA.

Ciri -ciri utama:Berbanding dengan EDFA, ia mempunyai kecekapan penyerapan pam yang lebih tinggi, toleransi kuasa tinggi yang lebih kuat, dan kuasa output yang lebih tinggi.

Pelabuhan:

1. Port input isyarat (dalam): Sambungkan kepada isyarat 1550nm (isyarat lemah atau sederhana), dengan julat kuasa input yang lebih luas (-20 hingga 0dbm) dan toleransi kuasa tinggi (untuk mengelakkan pembakaran).

2. Port Output Isyarat (Keluar): Output isyarat tinggi 1550nm kuasa (untuk aplikasi laser atau penghantaran kuasa tinggi), dengan kuasa output dari 1W hingga 1kW (dari Watt ke tahap kilowatt), yang memerlukan penyambung kuasa tinggi (seperti versi kuasa tinggi FC/APC), dengan perlindungan terbakar dan kebocoran cahaya.

3. Pelabuhan Pam: Pam berganda boleh disuntik dalam kombinasi untuk meningkatkan jumlah kuasa pam (teras output kuasa tinggi). Panjang gelombang pam arus perdana: 808nm (kos rendah) atau 915nm (kecekapan tinggi); Kuasa pam tunggal 5 hingga 20W, jumlah kuasa pam berganda boleh mencapai lebih dari 50W.

4. Pemantauan/Port Kawalan: ① Memantau kuasa dan suhu output (untuk mengelakkan terlalu panas); ② Modul kawalan luaran untuk menyesuaikan kuasa/keuntungan pam. Port pemantauan mengekstrak 0.1% hingga 1% daripada isyarat (untuk mengelakkan mempengaruhi output kuasa tinggi); Port kawalan menyokong protokol RS485/Ethernet.

Prinsip Operasi:

1. Pengujaan pam (keutamaan ion ytterbium) multi - laser pam menyuntik lampu pam pada 808nm/915nm melalui "port pam". Ion ytterbium (yb³⁺) dalam teras serat secara sengaja menyerap tenaga, peralihan dari keadaan tanah (²f₇/₂) ke keadaan teruja (²f₅/₂).

2. Pemindahan Tenaga (Ytterbium ke Erbium) ion ytterbium yang teruja tidak memancarkan foton secara langsung; Sebaliknya, mereka dengan cekap memindahkan tenaga ke ion erbium bersebelahan (er³) melalui "bukan - pemindahan tenaga radiasi," yang membolehkan ion erbium untuk beralih dari keadaan tanah (4i₁₅/₂) ke keadaan metastable (4i₁₃/₂). Langkah ini menangani kecekapan rendah ion ion penyerapan langsung cahaya pam dalam EDFA dan mengelakkan sisa tenaga yang disebabkan oleh kepekatan tinggi ion erbium.

3. Penguatan isyarat (erbium ion dirangsang pelepasan) selaras dengan EDFA: cahaya isyarat 1550nm merangsang ion erbium metastable ke peralihan, melepaskan frekuensi - foton yang dipadankan untuk mencapai amplifikasi isyarat. Oleh kerana tenaga yang lebih kuat yang dipindahkan oleh ion ytterbium, ia boleh menyokong output isyarat kuasa yang lebih tinggi (Watt - level / kilowatt - tahap).

Aplikasi:

1. Tinggi - komunikasi serat kuasa, digunakan sebagai "penguat kuasa" untuk rangkaian kawasan metropolitan dan rangkaian akses, meningkatkan jumlah kuasa output multi - isyarat saluran, seperti di rangkaian optik pinggir bandar yang meliputi lebih daripada 50 kilometer.

2. Industrial - laser serat gred, berfungsi sebagai peranti penguatan teras, output Kilowatt - laser 1550nm yang digunakan untuk pemotongan logam (keluli tahan karat, aloi aluminium), kimpalan, dan rawatan permukaan (seperti pembuatan kereta, aerospace).

3. Peralatan laser perubatan, output watt - laser tahap yang digunakan untuk pembedahan ophthalmic (seperti rawatan katarak), rawatan dermatologi (seperti penyingkiran pigmentasi, penyingkiran rambut) -

4. Komunikasi optik ruang, di mana EYDFA bertindak sebagai penguat kuasa stesen tanah dalam satelit - ke - komunikasi laser tanah, output tinggi - isyarat kuasa untuk mengatasi kehilangan atmosfera, seperti penghantaran data laser dari Beidou Satellites.

5. Dalam bidang penyelidikan saintifik, yang digunakan untuk analisis spektrum laser, lidar (seperti pemantauan pencemar atmosfera), dan sebagai sumber memandu laser untuk gabungan kurungan inersia (ICF).