Basis werkingsprincipe:
De
met erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA)is een medium dat heliumionen gebruikt om energieomzetting te bereiken. Het energieversterkingsvenster heeft een operationeel golflengtevenster van 1 550 nm en een breedte van 50 am, wat consistent is met het lage verliesvenster van de vezel. Het energie-injectievenster is 980 nm en 1 480 nm. Over het algemeen wordt een met erbium gedoteerde ionenvezel bereid als een EDFA-versterkingskern, dat wil zeggen een actief medium. Het versterkingssysteem is een lasersysteem met drie niveaus, de geïnjecteerde lichtenergie van 980 nm wordt door de heliumionen geabsorbeerd tot het hoge energieniveau 4", en het overgangsniveau 4n van de laser wordt omgezet door de relaxatie-oscillatie. lange levensduur van het energieniveau, een grote hoeveelheid accumulatie De geactiveerde deeltjes, die een grote hoeveelheid energie reserveren, en vervolgens de gestimuleerde straling met het signaallicht doorlaten, verkrijgen een vermenigvuldigd signaal met dezelfde frequentie en dezelfde fase, en retourneren de deeltjes naar de grondtoestand. De geïnduceerde ruis in het versterkingsproces is spontane straling ( Amplified Spontaneous Emission (ASE), die gerelateerd is aan de golflengte van de pomp. Over het algemeen is de 980 nm laserpomp laag in efficiëntie en laag in ruis , terwijl de 1 480 nm laser zeer efficiënt en lawaaierig is. Bij het ontwerpproces gebruikt de algemene pre-fiber versterker EDFA 980 nm pompen; de booster Booster EDFA aan de zendzijde gebruikt een hybride pompmethode van 980 nm en 1 480 nm , en speciaal ontworpen media volgens de DWDM-vereisten voor optische egalisatiefilters. Membraan vlakfilter.
De basisstructuur van een met erbium gedoteerde vezelversterker (FDFA):
Een typische EDFA bestaat uit een met erbium gedoteerde vezel, een pompbron, een golflengteverdelingsmultiplexer, een optische isolator en een optisch filter. De met erbium gedoteerde vezel zorgt voor versterking, de pompbron levert voldoende pompvermogen en de golflengteverdelingsmultiplexer combineert het signaallicht en het pomplicht tot de met erbium gedoteerde vezel. De optische isolator zorgt voor eenrichtingstransmissie van licht om te voorkomen dat lichtreflecties optische oscillaties vormen en feedbacklicht verstoringen veroorzaakt in de operationele status van de signaallaser. De rol van het optische filter is om de ASE-ruis in de optische versterker weg te filteren en de signaal-ruisverhouding van de EDFA te verbeteren. Gewoonlijk heeft EDFA drie pomptypes: co-directionele pomp, omgekeerde pomp en tweewegpomp. Om ervoor te zorgen dat de versterking van de EDFA constant is (d.w.z. de lineaire versterker van de voorversterker en de lijn) of dat het uitgangsvermogen constant is (d.w.z. de verzadigende eindversterker aan de zendzijde), is het noodzakelijk om een hulpcircuit om het ingangs- en uitgangsvermogen van de EDFA te bewaken, evenals de pompbron. De werkstatus wordt bewaakt en gecontroleerd. Volgens de monitoringresultaten zijn de werkparameters van de lichtbron van de pomp correct aangepast om de EDFA optimaal te laten werken. Daarnaast bevat het hulpcircuitgedeelte ook circuits voor beveiligingsfuncties zoals automatische temperatuurregeling en automatische vermogensregeling.
Basisprestaties van erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA):
De basisprestaties van EDFA worden weerspiegeld in versterking, uitgangsvermogen en ruis, evenals bandbreedte en egalisatie.
1. Versterkingskarakteristieken De versterkingskarakteristieken vertegenwoordigen het versterkingsvermogen van de verhouding van het uitgangsvermogen van de optische versterker tot het ingangsvermogen. Het is gerelateerd aan verschillende factoren, meestal uitgedrukt in dB, en de veelgebruikte versterkingsfactor is 15 tot 40 dB. Over het algemeen is de versterking direct gerelateerd aan het pompvermogen en ook aan de lengte van de met erbium gedoteerde vezel. De beste waarde kan worden gevonden door te experimenteren.
2. Karakteristieken uitgangsvermogen Voor een ideale lineaire optische versterker kan het optische signaal worden versterkt en met dezelfde versterking worden uitgevoerd, ongeacht het optische ingangsvermogen. Om deze toestand te waarborgen, is in het algemeen alleen wanneer een klein optisch signaal wordt ingevoerd, de uitvoer van het optische signaal versterkt met voldoende versterking onvoldoende om het aantal deeltjes van het energieniveau van het pompvermogen dat in de laser wordt geïnjecteerd te verminderen. Wanneer het optische ingangsvermogen echter voldoende groot is, is het geïnjecteerde vermogen onvoldoende om het uitgangsvermogen na versterking te compenseren, zodat het aantal geïnverteerde deeltjes verzadigd en verminderd is, en dus het optische uitgangsvermogen afneemt, wat de afname beïnvloedt van de versterkingsfactor, dat wil zeggen de versterkingsverzadiging. , zodat de versterking het niet-lineaire versterkingsverzadigingsgebied binnengaat. Het maximale uitgangsvermogen van de EDFA wordt meestal uitgedrukt als 3 dB verzadigd uitgangsvermogen, wat overeenkomt met het uitgangsvermogen wanneer de verzadigingsversterking met 3 dB daalt, wat het maximale uitgangsvermogen van de EDFA weerspiegelt. De verzadigingsoutputkarakteristieken van de EDFA zijn gerelateerd aan het pompvermogen, de lengte van de met erbium gedoteerde vezel en de structuur. Hoe hoger het optische vermogen van de pomp, hoe groter het verzadigde uitgangsvermogen van 3 dB; hoe langer de met erbium gedoteerde vezellengte, hoe groter het verzadigde uitgangsvermogen van 3 dB.
x
