Tehnička shema L-pojasnog EDFA pojačala

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.

str. 1

2. Princip EDFA

str.2

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:

p3

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

p4

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