Эрбиум агуулсан шилэн өсгөгч (EDFAs)

Эрби агуулсан шилэн өсгөгч (EDFAs) нь олшруулах орчин болгон эрби (Er3+) зэрэг газрын ховор элементийг ашигладаг.Энэ нь үйлдвэрлэлийн явцад шилэн голд шингэдэг.Энэ нь шилээр хийсэн богино хэмжээний эслэгээс (ихэвчлэн 10 м орчим) тогтдог бөгөөд үүнд хяналттай бага хэмжээний эрбиумыг ион (Er3+) хэлбэрээр нэмэлт бодис болгон нэмдэг.Тиймээс цахиурын эслэг нь хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.Ажиллах долгионы урт ба өгөөжийн зурвасын өргөнийг тодорхойлох нь цахиурлаг эсээс илүү нэмэлт бодис (эрби) юм.EDFA нь ихэвчлэн 1550 нм долгионы урттай бүсэд ажилладаг бөгөөд 1 Tbps-ээс илүү хүчин чадалтай.Тиймээс тэдгээрийг WDM системд өргөн ашигладаг.

Өдөөгдсөн ялгаруулалтын зарчим нь EDFA-ийн олшруулах механизмд хамаарна.Допант (эрбийн ион) өндөр энергийн төлөвт байх үед оролтын оптик дохионы фотон нь түүнийг өдөөх болно.Энэ нь эрчим хүчнийхээ зарим хэсгийг нэмэлт бодис руу гаргаж, илүү тогтвортой бага энергитэй төлөвт ("өдөөгдөх ялгаралт") буцаж ирдэг.Доорх зураг нь EDFA-ийн үндсэн бүтцийг харуулж байна.

1.1 EDFA-ийн үндсэн бүтэц

Шахуургын лазер диод нь ихэвчлэн өндөр чадлын (~ 10-200 мВт) долгионы урттай (980 нм эсвэл 1480 нм) оптик дохио үүсгэдэг.Энэ дохио нь WDM холбогчоор дамжуулан цахиурын шилэнд эрбиум шингэсэн хэсэг дэх гэрлийн оролтын дохиотой нийлдэг.Эрби ионууд нь насосны дохионы энергийг шингээж, өдөөсөн төлөв рүүгээ үсрэх болно.Гаралтын гэрлийн дохионы нэг хэсгийг товшиж, оптик шүүлтүүр ба илрүүлэгчээр дамжуулан насосны лазерын оролтод буцааж өгдөг.Энэ нь EDFA-г өөрөө зохицуулах өсгөгч болгохын тулд санал хүсэлтийн хүчийг хянах механизм болж үйлчилдэг.Бүх метастав электронуудыг хэрэглэсний дараа дахин олшролт үүсэхгүй.Тиймээс EDFA-ийн гаралтын оптик хүч нь оролтын чадлын хэлбэлзлээс үл хамааран бараг тогтмол хэвээр байгаа тул систем автоматаар тогтворждог.

1.2 EDFA-ийн хялбаршуулсан функциональ схем

Дээрх зурагт лазерын шахуургын дохиог WDM холбогчоор дамжуулан оролтын оптик дохионд (1480 нм эсвэл 980 нм) нэмдэг EDFA-ийн хялбаршуулсан функциональ схемийг харуулав.

Энэ диаграмм нь маш энгийн EDF өсгөгчийг харуулж байна.Шахуургын дохионы долгионы урт (шахуургын хүч 50 мВт орчим) нь 1480 нм буюу 980 нм байна.Энэ шахуургын дохионы зарим хэсэг нь Эрбиумаар баяжуулсан шилэн богино зайд өдөөгдсөн ялгаруулалтаар оролтын оптик дохио руу шилждэг.Энэ нь 5-15 дБ-ийн ердийн оптик олзтой, 10 дБ-ээс бага дуу чимээтэй байдаг.1550 нм ажиллахын тулд 30-40 дБ оптик олз авах боломжтой.

1.3 EDFA-ийн практик хэрэгжилт

Дээрх зураг нь EDFA-ийн хялбаршуулсан ажиллагааг WDM програмд ​​ашиглах үед практик бүтэцтэй нь дүрсэлсэн болно.

Зурагт үзүүлснээр энэ нь дараахь үндсэн хэсгүүдийг агуулна.

• Оролтын хэсэгт тусгаарлагч.Энэ нь EDFA-аас үүссэн дуу чимээг дамжуулагчийн төгсгөл рүү тархахаас сэргийлдэг.

• WDM холбогч.Энэ нь бага чадалтай 1550 нм оптик оролтын өгөгдлийн дохиог 980 нм долгионы урттай өндөр чадлын шахуургын оптик дохиотой (лазер гэх мэт насосны эх үүсвэрээс) нэгтгэдэг.

• Эрби агуулсан цахиурын эслэгийн жижиг хэсэг.Үнэн хэрэгтээ энэ нь EDFA-ийн идэвхтэй хэрэгсэл болдог.

• Гаралтын хэсэгт тусгаарлагч.Энэ нь эрби агуулсан цахиурт шилэнд буцаж туссан оптик дохиог нэвтрүүлэхээс сэргийлнэ.

Эцсийн гаралтын дохио нь үлдэгдэл 980 нм долгионы урттай насосны дохио бүхий олшруулсан 1550 нм долгионы урттай оптик өгөгдлийн дохио юм.

Эрбиум агуулсан шилэн өсгөгчийн төрлүүд (EDFAs)

Erbium-aded Fiber Amplifiers (EDFAs) нь хоёр төрлийн бүтэцтэй байдаг.

• Хамтардаг шахуургатай EDFA

• Эсрэг тархалтын насос бүхий EDFA

Доорх зурагт EDFA-ийн бүтцэд ашиглаж болох эсрэг тархалтын насос ба хоёр чиглэлтэй насосны зохион байгуулалтыг харуулав.

Төрөл бүрийн насосны зохион байгуулалт

Хамтарсан EDFA насос нь дуу чимээ багатай, бага гаралтын оптик хүч чадалтай;эсрэг тархалтын насос нь EDFA нь илүү өндөр гаралтын оптик хүчийг өгдөг боловч илүү их дуу чимээ үүсгэдэг.Ердийн арилжааны EDFA-д хоёр чиглэлтэй шахуургыг нэгэн зэрэг тараах болон эсрэг тархах шахуурга ашигладаг бөгөөд энэ нь харьцангуй жигд оптик олзыг бий болгодог.

EDFA-г өдөөгч, шугаман болон урьдчилсан өсгөгч болгон ашиглах

Оптик шилэн холболтын урт хугацааны хэрэглээнд EDFA-ийг оптик дамжуулагчийн гаралт дээр өсгөгч өсгөгч, оптик фибртэй хамт шугаман оптик өсгөгч, мөн холболтын өмнөх өмнөх өсгөгч болгон ашиглаж болно. Дээрх зурагт үзүүлсэн шиг хүлээн авагч.

Шугамын EDFA нь утас алдагдахаас хамааран 20-100 км-ийн зайд байрладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Оптик оролтын дохио нь 1.55 μм долгионы урттай байдаг бол насосны лазерууд 1.48 μм буюу 980 нм долгионы урттай ажилладаг.Erbium-ээр баяжуулсан эслэгийн ердийн урт нь 10-50 м байдаг.

EDFA дахь олшруулах механизм

Өмнө дурьдсанчлан, EDFA дахь олшруулах механизм нь лазерынхтэй адил өдөөгдсөн ялгаралт дээр суурилдаг.Оптик шахуургын дохионоос (өөр лазераар үүсгэгддэг) өндөр энерги нь цахиурын шилэнд агуулагдах эрби ионыг (Er3+) эрчим хүчний дээд төлөвт өдөөдөг.Оролтын оптик өгөгдлийн дохио нь өдөөгдсөн Erbium ионуудын доод энергийн төлөв рүү шилжихийг өдөөж, ижил энергитэй, өөрөөр хэлбэл оролтын оптик дохионы долгионы урттай фотонуудын цацрагийг үүсгэдэг.

Эрчим хүчний түвшний диаграм: Чөлөөт эрбийн ионууд нь энергийн зурвасын салангид түвшинг харуулдаг.Эрбийн ионуудыг цахиурт шилэнд оруулахад тэдгээрийн энергийн түвшин бүр хоорондоо нягт холбоотой хэд хэдэн түвшинд хуваагдан энергийн зурвас үүсгэдэг.

1.4 EDFA дахь олшруулах механизм

Популяцийн урвуу байдалд хүрэхийн тулд Er3+ ионыг завсрын 2-р түвшинд шахдаг. Шууд бус аргаар (980 нм шахах) Er3+ ионыг 1-р түвшнээс 3-р түвшинд тасралтгүй шилжүүлдэг. Дараа нь цацрагийн бус задралаар 2-р түвшинд шилжинэ. 1500-1600 нм-ийн хүссэн долгионы урттай оптик дохиог цацруулж, 1-р түвшинд хүрдэг.Үүнийг 3 түвшний өсгөлтийн механизм гэж нэрлэдэг.

Эрбиум агуулсан бусад бүтээгдэхүүнийг манай вэбсайтаас үзнэ үү.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

И-мэйл:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Факс: +86-2887897578

Нэмэх: №23, Чаоян зам, Шихэ гудамж, Лонгкуаньи дүүрэг, Ченду, 610107, Хятад.