1. Ербиево влакно
Ербият е рядкоземен елемент с атомен номер 68 и атомно тегло 167,3. Електронното енергийно ниво на ербиевия йон е показано на фигурата, а преходът от долното енергийно ниво към горното енергийно ниво съответства на процеса на абсорбция на светлината. Промяната от горното енергийно ниво към долното енергийно ниво съответства на процеса на излъчване на светлина.
2. Принцип на EDFA
EDFA използва легирани с ербиеви йони влакна като усилваща среда, която създава инверсия на популацията при светлина на помпата. Осъществява стимулирано усилване на радиацията при индукция на сигнална светлина.
Ербиевите йони имат три енергийни нива. Те са на най-ниското енергийно ниво, E1, когато не се възбуждат от никаква светлина. Когато влакното непрекъснато се възбужда от лазера на източника на светлина на помпата, частиците в основно състояние получават енергия и преминават към по-високо енергийно ниво. Като прехода от E1 към E3, тъй като частицата е нестабилна на високо енергийно ниво на E3, тя бързо ще падне до метастабилното състояние E2 в процес на нерадиационен преход. На това енергийно ниво частиците имат относително дълъг живот на оцеляване. Поради непрекъснатото възбуждане на светлинния източник на помпата, броят на частиците на енергийно ниво E2 ще продължи да нараства, а броят на частиците на енергийно ниво E1 ще се увеличи. По този начин разпределението на инверсията на населението се реализира във влакното, легирано с ербий, и са налични условията за обучение на оптично усилване.
Когато фотонната енергия на входния сигнал E=hf е точно равна на разликата в енергийните нива между E2 и E1, E2-E1=hf, частиците в метастабилно състояние ще преминат в основно състояние E1 под формата на стимулирано лъчение. Излъчването и входа Фотоните в сигнала са идентични с фотоните, като по този начин значително увеличават броя на фотоните, което прави входния оптичен сигнал да се превърне в силен изходен оптичен сигнал в легираното с ербий влакно, реализирайки директното усилване на оптичния сигнал .
2. Схема на системата и представяне на основното устройство
2.1. Схематичната диаграма на L-лентовата усилвателна система с оптични влакна е както следва:
2.2. Схематичната диаграма на системата за източник на светлина ASE за спонтанно излъчване на легирано с ербий влакно е както следва:
Въвеждане на устройството
1.ROF -EDFA -HP усилвател с високомощни ербиеви влакна
| Параметър | единица | Мин | Тип | Макс | |
| Работен обхват на дължината на вълната | nm | 1525 | 1565 | ||
| Диапазон на мощността на входния сигнал | dBm | -5 | 10 | ||
| Изходна оптична мощност на насищане | dBm | 37 | |||
| Стабилност на изходната оптична мощност на насищане | dB | ±0,3 | |||
| Индекс на шум @ вход 0dBm | dB | 5.5 | 6.0 | ||
| Оптична изолация на входа | dB | 30 | |||
| Изходна оптична изолация | dB | 30 | |||
| Входна обратна загуба | dB | 40 | |||
| Възвратна загуба на изход | dB | 40 | |||
| Усилване, зависимо от поляризацията | dB | 0,3 | 0,5 | ||
| Дисперсия на поляризационния режим | ps | 0,3 | |||
| Теч на входната помпа | dBm | -30 | |||
| Теч на изходната помпа | dBm | -30 | |||
| Работно напрежение | V(AC) | 80 | 240 | ||
| Тип влакна | SMF-28 | ||||
| Изходен интерфейс | FC/APC | ||||
| Комуникационен интерфейс | RS232 | ||||
| Размер на опаковката | Модул | mm | 483×385×88 (2U шкаф) | ||
| Работен плот | mm | 150×125×35 | |||
2.ROF -EDFA -B усилвател на мощност с влакна с добавка на ербий
| Параметър | единица | Мин | Тип | Макс | ||
| Работен обхват на дължината на вълната | nm | 1525 | 1565 | |||
| Диапазон на мощността на изходния сигнал | dBm | -10 | ||||
| Малко усилване на сигнала | dB | 30 | 35 | |||
| Диапазон на оптичен изход на насищане * | dBm | 17/20/23 | ||||
| Коефициент на шум ** | dB | 5.0 | 5.5 | |||
| Изолация на входа | dB | 30 | ||||
| Изходна изолация | dB | 30 | ||||
| Поляризация независимо усилване | dB | 0,3 | 0,5 | |||
| Дисперсия на поляризационния режим | ps | 0,3 | ||||
| Теч на входната помпа | dBm | -30 | ||||
| Теч на изходната помпа | dBm | -40 | ||||
| Работно напрежение | модул | V | 4.75 | 5 | 5.25 | |
| работен плот | V(AC) | 80 | 240 | |||
| Оптично влакно | SMF-28 | |||||
| Изходен интерфейс | FC/APC | |||||
| Размери | модул | mm | 90×70×18 | |||
| работен плот | mm | 320×220×90 | ||||
3. Модел ROF -EDFA -P влакнест усилвател с добавка на ербий
| Параметър | единица | Мин | Тип | Макс | |
| Работен обхват на дължината на вълната | nm | 1525 | 1565 | ||
| Диапазон на мощността на входния сигнал | dBm | -45 | |||
| Малко усилване на сигнала | dB | 30 | 35 | ||
| Диапазон на изходна оптична мощност на насищане * | dBm | 0 | |||
| Индекс на шума ** | dB | 5.0 | 5.5 | ||
| Оптична изолация на входа | dB | 30 | |||
| Изходна оптична изолация | dB | 30 | |||
| Усилване, зависимо от поляризацията | dB | 0,3 | 0,5 | ||
| Дисперсия на поляризационния режим | ps | 0,3 | |||
| Теч на входната помпа | dBm | -30 | |||
| Теч на изходната помпа | dBm | -40 | |||
| Работно напрежение | Модул | V | 4.75 | 5 | 5.25 |
| Работен плот | V(AC) | 80 | 240 | ||
| Тип влакна | SMF-28 | ||||
| Изходен интерфейс | FC/APC | ||||
| Размер на опаковката | Модул | mm | 90*70*18 | ||
| Работен плот | mm | 320*220*90 | |||