Tehnička shema L-band EDFA sistema pojačala

1. Vlakna dopirana erbijem
Erbij je element rijetke zemlje s atomskim brojem 68 i atomskom težinom od 167,3. Elektronski energetski nivo jona erbijuma prikazan je na slici, a prijelaz sa donjeg energetskog nivoa na gornji energetski nivo odgovara procesu apsorpcije svjetlosti. Promena sa gornjeg energetskog nivoa na donji nivo energije odgovara procesu emisije svetlosti.

p1

2. EDFA princip

p2

EDFA koristi vlakna dopirana erbijem jonima kao medij za pojačanje, koji proizvodi inverziju populacije pod svjetlom pumpe. Ostvaruje pojačanje stimuliranog zračenja pod indukcijom signalne svjetlosti.
Joni erbija imaju tri energetska nivoa. Oni su na najnižem energetskom nivou, E1, kada ih ne pobuđuje nikakvo svjetlo. Kada se vlakno kontinuirano pobuđuje laserskim izvorom svjetlosti pumpe, čestice u osnovnom stanju dobijaju energiju i prelaze na viši energetski nivo. Kao što je prijelaz iz E1 u E3, pošto je čestica nestabilna na visokom energetskom nivou E3, brzo će pasti u metastabilno stanje E2 u procesu tranzicije bez zračenja. Na ovom energetskom nivou, čestice imaju relativno dug životni vek. Zbog kontinuiranog pobuđivanja izvora svjetlosti pumpe, broj čestica na energetskom nivou E2 će nastaviti da raste, a broj čestica na energetskom nivou E1 će se povećavati. Na ovaj način se ostvaruje raspodjela inverzije populacije u vlaknu dopiranom erbijem, te su dostupni uslovi za učenje optičkog pojačanja.
Kada je energija fotona ulaznog signala E=hf tačno jednaka razlici energetskog nivoa između E2 i E1, E2-E1=hf, čestice u metastabilnom stanju će preći u osnovno stanje E1 u obliku stimulisanog zračenja. Zračenje i ulaz Fotoni u signalu su identični fotonima, čime se značajno povećava broj fotona, čineći da ulazni optički signal postane jak izlazni optički signal u vlaknu dopiranom erbijem, ostvarujući direktno pojačanje optičkog signala .

2. Dijagram sistema i uvod u osnovni uređaj
2.1. Šematski dijagram L-pojasnog sistema pojačala s optičkim vlaknima je sljedeći:

p3

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

p4

Predstavljanje uređaja

1.ROF -EDFA -HP Pojačalo sa vlaknima dopiranim erbijem velike snage

Parametar Jedinica Min Tip Max
Radni opseg talasnih dužina nm 1525   1565
Raspon snage ulaznog signala dBm -5   10
Izlazna optička snaga zasićenja dBm     37
Izlazna optička snaga zasićenja dB     ±0,3
Indeks šuma @ ulaz 0dBm dB   5.5 6.0
Ulazna optička izolacija dB 30    
Izlazna optička izolacija dB 30    
Ulazni povratni gubitak dB 40    
Izlazni povratni gubitak 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 stalak)

Desktop mm

150×125×35

2.ROF -EDFA -B erbijum-dopirano vlakno pojačalo snage

Parametar

Jedinica

Min

Tip

Max

Radni opseg talasnih dužina

nm

1525

 

1565

Raspon snage izlaznog signala

dBm

-10

   
Malo pojačanje signala

dB

 

30

35

Opseg optičkog izlaza zasićenja *

dBm

 

17/20/23

 
Broj buke **

dB

 

5.0

5.5

Izolacija ulaza

dB

30

   
Izolacija izlaza

dB

30

   
Polarizaciono nezavisno pojačanje

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

Optičko vlakno  

SMF-28

Izlazni interfejs  

FC/APC

Dimenzije

modul

mm

90×70×18

desktop

mm

320×220×90

           

3. ROF -EDFA -P model Pojačalo sa vlaknima dopiranim erbijem

Parametar

Jedinica

Min

Tip

Max

Radni opseg talasnih dužina

nm

1525

 

1565

Raspon snage ulaznog signala

dBm

-45

   
Malo pojačanje signala

dB

 

30

35

Opseg izlazne optičke snage zasićenja *

dBm

 

0

 
Indeks buke **

dB

 

5.0

5.5

Ulazna optička izolacija

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