C-band erbium-gedoteerde vezels kleine signaalversterker

Werkprincipe

Erbium gedoteerde vezel is de kerncomponent van PA -versterkers, die optische signalen versterkt door het zeldzame aardelement erbium (ER) in de vezelkern te doperen. Erbium -ionen hebben een speciale structuur op het energieniveau en wanneer ze worden opgewekt door pomplicht, gaan ze over van lage energieniveaus naar hoge energieniveaus. Wanneer het signaallicht door een erbium-gedoteerde vezel passeert, worden met hoge energie erbiumionen gestimuleerd om fotonen met dezelfde fase, frequentie en polarisatietoestand uit te stoten als het signaallicht, waardoor de intensiteit van het signaallicht wordt verbeterd en versterking bereikt.

Pomplicht is een lichtbron die energie levert voor erbiumionen, meestal met behulp van halfgeleiderlasers (zoals 980 nm of 1480 nm golflengte lasers). Nadat het pomplicht de erbium-gedoteerde vezel binnengaat, interageert het met erbiumionen, waardoor ze overstappen naar hoge energieniveaus. Deze energierijke erbiumionen genereren fotonen die identiek zijn aan het signaallicht door gestimuleerde emissie, waardoor het signaallicht wordt versterkt. Dit pompmechanisme stelt PA -versterkers in staat om grote optische signalen uit te zenden zonder het signaallicht direct om te zetten in elektrische signalen.

Om de kwaliteit van het versterkte signaal te waarborgen, verminderen PA-versterkers ruis door de structuur van erbium-gedoteerde vezels te optimaliseren, geschikte pomplichtgolflengten en -vermogens en andere maatregelen te selecteren. Het ruisfiguur wordt geregeld op ≤ 4,5 dB om ervoor te zorgen dat de versterker een goede signaal-ruisverhouding handhaaft, terwijl het signaal wordt versterkt, waardoor de signaalkwaliteit wordt verbeterd.

Toepassingsscenario's

In glasvezelcommunicatiesystemen worden C-band erbium-gedoteerde vezels kleine signaalversterkers gebruikt om het verlies van optische signalen in vezeloptische verbindingen te compenseren, waardoor de transmissieafstand en het capaciteit van het communicatiesysteem worden verbeterd. In onderzeeërcommunicatiesystemen voor glasvezel kan deze versterker bijvoorbeeld de verzwakte optische signaalsterkte effectief herstellen, waardoor de kwaliteit en betrouwbaarheid van communicatie wordt gewaarborgd.

In netwerken van glasvezel kan deze versterker de zwakke optische signaaluitgang door de sensor versterken, waardoor de meetnauwkeurigheid van de sensor wordt verbeterd. In glasvezeltemperatuursensoren kan het bijvoorbeeld de intensiteitsveranderingen van optische signalen veroorzaakt door temperatuurveranderingen versterken, waardoor de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting wordt gewaarborgd.

In vezellasersystemen kunnen C-band erbium-gedoteerde vezels kleine signaalversterkers worden gebruikt om het vermogen van laserzaadbronnen te vergroten, waardoor het verkrijgen van hogere vermogenslaseruitgangen, die kunnen worden gebruikt voor toepassingen zoals materiaalverwerking en medische laserbehandeling.