1. Влакно, легирано с ербий
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 по-ниското енергийно ниво към по-горното енергийно ниво съответства на процеса на абсорбция на светлина. Промяната от горното енергийно ниво към по-ниското енергийно ниво съответства на процеса на излъчване на светлина.
2. Принципът на EDFA
EDFA използва влакно, легирано с ербийови йони, като усилваща среда, което създава инверсия на популацията под въздействието на помпена светлина. Реализира се усилване на стимулирано лъчение под въздействието на индуцирана 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 се възбужда непрекъснато от лазера на помпения източник на светлина, частиците в основно състояние получават енергия и преминават на по-високо енергийно ниво. Например при прехода от E1 към E3, тъй като частицата е нестабилна на високото енергийно ниво E3, тя бързо ще падне до метастабилно състояние E2 в нерадиативен преходен процес. На това енергийно ниво частиците имат относително дълъг живот. Поради непрекъснатото възбуждане на помпения източник на светлина, броят на частиците на енергийно ниво E2 ще продължи да се увеличава, а броят на частиците на енергийно ниво E1 ще се увеличава. По този начин се реализира инверсно разпределение на популацията в легираното с ербий влакно и са налични условия за обучение на оптично усилване.
Когато енергията на входния сигнален фотон 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. Лъчението и входните фотони в сигнала са идентични с фотоните, като по този начин значително се увеличава броят на фотоните, превръщайки входния оптичен сигнал в силен изходен оптичен сигнал в легираното с ербий влакно, реализирайки директно усилване на оптичния сигнал.
2. Системна диаграма и основно представяне на устройството
2.1. Схематичната диаграма на L-лентовата усилвателна система с оптични влакна е следната:
2.2. Схематичната диаграма на системата от светлинни източници ASE за спонтанно излъчване на влакно, легирано с ербий, е следната:
Въведение в устройството
1.ROF -EDFA -HP Високомощен усилвател с ербиево легирано влакно
| Параметър | Единица | Мин. | Тип | Макс | |
| Работен диапазон на дължината на вълната | nm | 1525 г. | 1565 г. | ||
| Диапазон на мощността на входния сигнал | dBm | -5 | 10 | ||
| Оптична мощност на изхода за насищане | dBm | 37 | |||
| Стабилност на оптичната мощност на изхода за насищане | dB | ±0,3 | |||
| Индекс на шум при вход 0dBm | dB | 5.5 | 6.0 | ||
| Оптична изолация на входа | dB | 30 | |||
| Оптична изолация на изхода | dB | 30 | |||
| Загуба на входен обратен сигнал | dB | 40 | |||
| Загуба на връщане на изхода | 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 (променлив ток) | 80 | 240 | ||
| Тип влакно | SMF-28 | ||||
| Изходен интерфейс | ФК/АПК | ||||
| Комуникационен интерфейс | RS232 | ||||
| Размер на опаковката | Модул | mm | 483×385×88 (2U шкаф) | ||
| Настолен компютър | mm | 150×125×35 | |||
2.ROF-EDFA-B усилвател на мощност с ербий-легирани влакна
| Параметър | Единица | Мин. | Тип | Макс | ||
| Работен диапазон на дължината на вълната | nm | 1525 г. | 1565 г. | |||
| Диапазон на мощността на изходния сигнал | dBm | -10 | ||||
| Малко усилване на сигнала | dB | 30 | 35 | |||
| Диапазон на оптичния изход за насищане * | dBm | 17/20/23 | ||||
| Шумова фигура ** | dB | 5.0 | 5.5 | |||
| Изолация на входа | dB | 30 | ||||
| Изолация на изхода | dB | 30 | ||||
| Независимо от поляризацията 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 | |
| настолен компютър | V (променлив ток) | 80 | 240 | |||
| Оптично влакно | SMF-28 | |||||
| Изходен интерфейс | ФК/АПК | |||||
| Размери | модул | mm | 90×70×18 | |||
| настолен компютър | mm | 320×220×90 | ||||
3. Модел ROF-EDFA-P, усилвател с ербиево влакно
| Параметър | Единица | Мин. | Тип | Макс | |
| Работен диапазон на дължината на вълната | nm | 1525 г. | 1565 г. | ||
| Диапазон на мощността на входния сигнал | dBm | -45 | |||
| Малко усилване на сигнала | dB | 30 | 35 | ||
| Диапазон на изходната оптична мощност за насищане * | dBm | 0 | |||
| Индекс на шума ** | dB | 5.0 | 5.5 | ||
| Оптична изолация на входа | dB | 30 | |||
| Оптична изолация на изхода | 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 |
| Настолен компютър | V (променлив ток) | 80 | 240 | ||
| Тип влакно | SMF-28 | ||||
| Изходен интерфейс | ФК/АПК | ||||
| Размер на опаковката | Модул | mm | 90*70*18 | ||
| Настолен компютър | mm | 320*220*90 | |||