Oinarrizko lan-printzipioa:
The
Erbioz dopatutako zuntz anplifikadorea (EDFA)energia bihurtzeko helio ioiak erabiltzen dituen medio bat da. Energia anplifikatzeko leihoak 1 550 nm-ko uhin-luzeraren leihoa eta 50 am-ko zabalera du, zuntzaren galera txikiko leihoarekin bat datorrena. Energia injekzio-leihoa 980 nm eta 1 480 nm-koa da. Orokorrean, erbioz dopatutako ioi-zuntz bat EDFA anplifikazio-nukleo gisa prestatzen da, hau da, medio aktibo gisa. Anplifikazio-sistema laser hiru-mailako sistema bat da, 980 nm-ko injektatutako argi-energia helio-ioiek 4 energia-maila alturaino xurgatzen dute, eta laser-trantsizio-maila 4n erlaxazio-oszilazioaren bidez igarotzen da. Energia-mailaren bizitza luzea, metaketa-kopuru handia Aktibatutako partikulak, energia-kopuru handia erreserbatzen dutenak, eta, ondoren, erradiazio estimulatua seinale-argiarekin pasatzen dute, maiztasun bereko eta fase bereko seinale biderkatua lortzen dute eta itzultzen dute. partikulak oinarrizko egoerara.Anplifikazio-prozesuan induzitutako zarata erradiazio espontaneoa da (Amplified Spontaneous Emission (ASE), ponparen uhin-luzerarekin erlazionatuta dagoena. Oro har, 980 nm-ko laser ponpa eraginkortasun txikia eta zarata gutxikoa da. , 1 480 nm-ko laserra oso eraginkorra eta zaratatsua den bitartean. Diseinu-prozesuan, zuntz aurreko anplifikadore orokorrak EDFA 980 nm-ko ponpaketa erabiltzen du; transmisio-muturreko Booster EDFA booster-ak ponpaketa-metodo hibrido bat erabiltzen du. 980 nm eta 1 480 nm-koak, eta berdinketa optikoko iragazkietarako DWDM eskakizunen arabera bereziki diseinatutako euskarriak. Diafragma-iragazki laua.
Erbiozko dopatutako zuntz anplifikadorearen (FDFA) oinarrizko egitura:
EDFA tipiko batek erbioz dopatutako zuntz batek, ponpa iturri batek, uhin-luzera zatitzeko multiplexagailu batek, isolatzaile optiko batek eta iragazki optiko batek osatzen dute. Erbioz dopatutako zuntzak anplifikazioa ematen du, ponpa-iturriak ponpa-potentzia nahikoa ematen du eta uhin-luzera zatitzeko multiplexagailuak seinale-argia eta ponpa-argia konbinatzen ditu erbioz dopatutako zuntzean. Isolatzaile optikoak argiaren noranzko bakarreko transmisioa bermatzen du, Argiaren islak oszilazio optikorik sortu ez dadin eta feedback argiak seinale-laseraren egoera operatiboan asaldurak eragiten ditu. Iragazki optikoaren eginkizuna anplifikadore optikoko ASE zarata iragaztea eta EDFAren seinale-zarata erlazioa hobetzea da. Normalean EDFAk hiru ponpa mota ditu: norabide bateratua, alderantzizko ponpa eta bi norabideko ponpa. EDFAren anplifikazioa konstantea dela ziurtatzeko (adibidez, aurreanplifikadorearen eta linearen anplifikadore lineala) edo irteerako potentzia konstantea dela (hau da, igorpen-muturreko potentzia asetzeko anplifikadorea) diseinatzea beharrezkoa da. EDFAren sarrera eta irteera potentzia monitorizatzeko zirkuitu laguntzaile bat, baita ponpaketa-iturria ere. Lanaren egoera kontrolatzen eta kontrolatzen da. Jarraipenaren emaitzen arabera, ponparen argi-iturriaren lan-parametroak behar bezala doitzen dira EDFA egoera ezin hobean funtziona dezan. Horrez gain, zirkuitu osagarrien atalak babes funtzioetarako zirkuituak ere barne hartzen ditu, hala nola tenperatura kontrola automatikoa eta potentzia kontrola automatikoa.
Erbiozko dopatutako zuntz anplifikadorearen (EDFA) oinarrizko errendimendua:
EDFAren oinarrizko errendimendua irabazian, irteerako potentzian eta zaratan islatzen da, baita banda-zabaleran eta berdintasunean ere.
1. Irabaziaren ezaugarriak Irabaziaren ezaugarriek anplifikadore optikoaren irteerako potentziaren eta sarrerako potentziaren arteko anplifikazio-gaitasuna adierazten dute. Hainbat faktoreri dago lotuta, oro har dB-tan adierazita, eta erabili ohi den anplifikazio-faktorea 15 eta 40 dB bitartekoa da. Oro har, irabazia ponparen potentziarekin erlazionatuta dago eta baita erbioz dopatutako zuntzaren luzerarekin ere. Balio onena esperimentu bidez aurki daiteke.
2. Irteerako potentziaren ezaugarriak Anplifikatzaile optiko lineal ideal baterako, seinale optikoa anplifikatu eta irabazi berdinean atera daiteke sarrerako potentzia optikoa edozein izanda ere. Baldintza hori bermatzeko, oro har, seinale optiko txiki bat sartzen denean bakarrik, irabazi nahikoarekin anplifikatutako seinale optikoaren irteera ez da nahikoa laserra injektatutako ponpa-potentziaren energia-mailako partikula kopurua murrizteko. Hala ere, sarrerako potentzia optikoa nahikoa handia denean, injektatutako potentzia ez da nahikoa anplifikazioaren ondoren irteerako potentzia konpentsatzeko, alderantzizko partikulen kopurua saturatu eta murrizten da eta, beraz, irteerako potentzia optikoa gutxitzen da, eta horrek murrizketa eragiten du. anplifikazio-faktorearena, hau da, irabaziaren saturazioarena. , anplifikazioa anplifikazio ez-linealeko saturazio-eskualdean sar dadin. EDFA-ren irteera-potentzia maximoa 3 dB-ko irteera-potentzia saturatu gisa adierazten da, hau da, irteera-potentziari dagokion saturazio-irabazpena 3 dB jaisten denean, EDFAren gehienezko potentzia-irteerako gaitasuna islatuz. EDFAren saturazio-irteeraren ezaugarriak ponparen potentziarekin, erbio-dopatutako zuntzaren luzerarekin eta egiturarekin daude lotuta. Ponparen potentzia optikoa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da 3 dB saturatua irteerako potentzia; zenbat eta erbioz dopatutako zuntz luzeagoa izan, orduan eta handiagoa izango da 3 dB saturatua irteera-potentzia.
3. Zarataren ezaugarriak Anplifikazio prozesuan EDFAk sartutako zarata optikoa erbioz dopatutako zuntz aktibatuan irradiatutako berezko potentzia optikoa da batez ere, eta gero erbioz dopatutako zuntzaren eskualde aktiboaren bidez anplifikatua, hau da, igorpen espontaneo anplifikatua dena. zarata optikoa. . Lau zarata-iturri nagusi daude: seinale-argiaren jaurtiketa-zarata, ASE igorpen espontaneo anplifikatuaren zarata, argi zuriaren igorpenaren ASE espektroaren eta seinale-argiaren arteko taupada-zarata eta igorpen espontaneoaren ASE espektroen arteko taupada-zarata. . Horien artean, azken bi hauek dute eragin handiena, eta igorpen espontaneoko ASE espektroaren eta seinale-argiaren arteko taupada zarata da EDFAren errendimendua zehazten duen faktore nagusia. EDFAren zarataren ezaugarria NF zarata-irudiaren bidez adieraz daiteke, hau da, EDFAren sarrerako seinalearen eta zarataren arteko erlazioaren eta irteerako seinalearen eta zarataren arteko erlazioaren erlazioa, dBtan adierazita. Estuki lotuta dago igorpen espontaneoaren dentsitate espektralarekin eta transmisioaren anplifikadorearen irabaziarekin, eta sarrerako seinalearen potentziarekin, ponpaketa potentziarekin eta ponpaketa moduarekin lotuta dago. Seinale optiko txiki baten sarrerapean, anplifikadore optikoaren NF zarata-zifrak estimulatutako erradiazioa areagotzen du sarrerako seinalearen potentzia handitzen den heinean, eta erradiazio espontaneoaren ratioa ahuldu egiten da, horrela NF zarata-figura murrizten da. Seinale optiko handi baten sarrerapean, anplifikadore optikoaren NF zarata-zifra gutxitzen da sarrerako seinalearen potentzia handitzen den heinean, eta erradiazio espontaneoaren potentzia optikoa handitzen da, beraz, NF zarata-zifra handitzen da. Zarata zifra gutxitzen da ponparen potentzia handitu ahala. EDFAren zarata-potentzia bi zati ditu, bata luzera txikiko zuntz bakoitzak sortzen duen erradiazio zuri-igorlea da, eta gehiena zuntzak sortzen duen erradiazio espontaneoa zuntzaren aurreko zatira areagotzea da. hau da, igorpen espontaneo anplifikatua. Ponparen potentzia zenbat eta handiagoa izan, orduan eta txikiagoa izango da lehen zatiaren proportzioa, zeren eta irteerako zarata potentzia handitzen den ponparen potentzia handituz gero, seinaleak ere irabazi egiten du, beraz, zuntz bakoitzak sortzen duen berezko erradiazio proportzioa handiagoa da. Txikia, beraz, seinalearen eta zarataren arteko erlazio orokorra hobetzen da, hau da, NF zarata-zifra jaitsi egiten da.
