1. Vlakna dopirana erbijem
Erbij je rijedak zemni element s atomskim brojem 68 i atomskom težinom 167,3. Elektronski energetski nivo erbijevog iona prikazan je na slici, a prelazak s nižeg energetskog nivoa na viši energetski nivo odgovara procesu apsorpcije svjetlosti. Promjena s višeg energetskog nivoa na niži energetski nivo odgovara procesu emisije svjetlosti.

2. Princip EDFA

EDFA koristi vlakno dopirano erbijevim ionima kao medij za pojačanje, što proizvodi inverziju naseljenosti pod svjetlom pumpe. Ostvaruje pojačanje stimuliranog zračenja pod indukcijom signalne svjetlosti.
Erbijevi ioni imaju tri energetska nivoa. Nalaze se na najnižem energetskom nivou, E1, kada nisu pobuđeni nikakvom svjetlošću. Kada se vlakno kontinuirano pobuđuje laserom iz izvora svjetlosti pumpe, čestice u osnovnom stanju dobijaju energiju i prelaze na viši energetski nivo. Kao što je prelazak iz E1 u E3, budući da je čestica nestabilna na visokom energetskom nivou E3, ona će brzo pasti u metastabilno stanje E2 u neradijativnom procesu prelaska. Na ovom energetskom nivou, čestice imaju relativno dug vijek trajanja. Zbog kontinuiranog pobuđivanja izvora svjetlosti pumpe, broj čestica na energetskom nivou E2 će nastaviti da se povećava, a broj čestica na energetskom nivou E1 će se povećavati. Na taj način se ostvaruje inverzna raspodjela naseljenosti u vlaknu dopiranom erbijem i dostupni su uslovi za učenje optičkog pojačanja.
Kada je energija fotona ulaznog signala E=hf precizno jednaka razlici energetskih nivoa između E2 i E1, E2-E1=hf, čestice u metastabilnom stanju će preći u osnovno stanje E1 u obliku stimulisanog zračenja. Zračenje i ulazni fotoni u signalu su identični fotonima, što značajno povećava broj fotona, čineći da ulazni optički signal postane snažan izlazni optički signal u vlaknu dopiranom erbijem, ostvarujući direktno pojačanje optičkog signala.
2. Dijagram sistema i osnovni uvod u uređaj
2.1. Šematski dijagram sistema optičkog pojačala u L-pojasu je sljedeći:

2.2. Šematski dijagram ASE sistema izvora svjetlosti za spontanu emisiju vlakana dopiranog erbijem je sljedeći:

Uvod u uređaj
1.ROF -EDFA -HP Visokosnažno pojačalo s vlaknima dopiranim erbijem
Parametar | Jedinica | Min. | Tip | Maks | |
Radni raspon talasnih dužina | nm | 1525 | 1565. godine | ||
Raspon snage ulaznog signala | dBm | -5 | 10 | ||
Optička snaga izlaza zasićenja | dBm | 37 | |||
Stabilnost izlazne optičke snage zasićenja | dB | ±0,3 | |||
Indeks šuma @ ulaz 0dBm | dB | 5.5 | 6.0 | ||
Optička izolacija ulaza | dB | 30 | |||
Izlazna optička izolacija | dB | 30 | |||
Gubitak ulaznog povratka | dB | 40 | |||
Gubitak povratnog signala na izlazu | dB | 40 | |||
Pojačanje zavisno od polarizacije | dB | 0,3 | 0,5 | ||
Disperzija polarizacionog moda | ps | 0,3 | |||
Curenje ulazne pumpe | dBm | -30 | |||
Curenje izlazne pumpe | dBm | -30 | |||
Radni napon | V (AC) | 80 | 240 | ||
Vrsta vlakana | SMF-28 | ||||
Izlazni interfejs | FC/APC | ||||
Komunikacijski interfejs | RS232 | ||||
Veličina paketa | Modul | mm | 483×385×88 (2U rek) | ||
Desktop | mm | 150×125×35 |
2.ROF-EDFA-B pojačalo snage s vlaknima dopiranim erbijem
Parametar | Jedinica | Min. | Tip | Maks | ||
Radni raspon talasnih dužina | nm | 1525 | 1565. godine | |||
Raspon snage izlaznog signala | dBm | -10 | ||||
Malo pojačanje signala | dB | 30 | 35 | |||
Opseg optičkog izlaza zasićenja * | dBm | 17/20/23 | ||||
Figura šuma ** | dB | 5.0 | 5.5 | |||
Izolacija ulaza | dB | 30 | ||||
Izlazna izolacija | dB | 30 | ||||
Pojačanje nezavisno od polarizacije | dB | 0,3 | 0,5 | |||
Disperzija polarizacionog moda | ps | 0,3 | ||||
Curenje ulazne pumpe | dBm | -30 | ||||
Curenje izlazne pumpe | dBm | -40 | ||||
Radni napon | modul | V | 4,75 | 5 | 5.25 | |
radna površina | V (AC) | 80 | 240 | |||
Optička vlakna | SMF-28 | |||||
Izlazni interfejs | FC/APC | |||||
Dimenzije | modul | mm | 90×70×18 | |||
radna površina | mm | 320×220×90 | ||||
3. ROF-EDFA-P model pojačala s vlaknima dopiranim erbijem
Parametar | Jedinica | Min. | Tip | Maks | |
Radni raspon talasnih dužina | nm | 1525 | 1565. godine | ||
Raspon snage ulaznog signala | dBm | -45 | |||
Malo pojačanje signala | dB | 30 | 35 | ||
Raspon izlazne optičke snage zasićenja * | dBm | 0 | |||
Indeks buke ** | dB | 5.0 | 5.5 | ||
Optička izolacija ulaza | dB | 30 | |||
Izlazna optička izolacija | dB | 30 | |||
Pojačanje zavisno od polarizacije | dB | 0,3 | 0,5 | ||
Disperzija polarizacionog moda | ps | 0,3 | |||
Curenje ulazne pumpe | dBm | -30 | |||
Curenje izlazne pumpe | dBm | -40 | |||
Radni napon | Modul | V | 4,75 | 5 | 5.25 |
Desktop | V (AC) | 80 | 240 | ||
Vrsta vlakana | SMF-28 | ||||
Izlazni interfejs | FC/APC | ||||
Veličina paketa | Modul | mm | 90*70*18 | ||
Desktop | mm | 320*220*90 |