Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFAs)

ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສາຍໃຍເສື່ອມແບບ Erbium-doped (EDFAs) ໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກເຊັ່ນ: erbium (Er3+) ເປັນສື່ຂະຫຍາຍສຽງ.ມັນໄດ້ຖືກ doped ເຂົ້າໄປໃນຫຼັກເສັ້ນໄຍໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ.ມັນປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍສັ້ນ (ປົກກະຕິ 10 m ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ) ເຮັດດ້ວຍແກ້ວຊຶ່ງໃນຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ erbium ຄວບຄຸມໄດ້ຖືກເພີ່ມເປັນ dopant ໃນຮູບແບບຂອງ ion (Er3+).ດັ່ງນັ້ນ, ເສັ້ນໄຍຊິລິກາເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສື່ກາງ.ມັນແມ່ນ dopants (erbium) ແທນທີ່ຈະເປັນເສັ້ນໄຍ silica ທີ່ກໍານົດຄວາມຍາວຂອງຄື້ນການດໍາເນີນງານແລະ bandwidth ທີ່ໄດ້ຮັບ.EDFAs ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະຕິບັດງານຢູ່ໃນພາກພື້ນຄວາມຍາວຄື້ນ 1550 nm ແລະສາມາດສະຫນອງຄວາມອາດສາມາດເກີນ 1 Tbps.ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບ WDM.

ຫຼັກການຂອງການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນແມ່ນໃຊ້ໄດ້ກັບກົນໄກການຂະຫຍາຍຂອງ EDFA.ເມື່ອ dopant (ເປັນ erbium ion) ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ມີພະລັງງານສູງ, photon ເຫດການຂອງສັນຍານ optical input ຈະກະຕຸ້ນມັນ.ມັນປ່ອຍບາງພະລັງງານຂອງມັນໃຫ້ກັບ dopant ແລະກັບຄືນສູ່ສະພາບພະລັງງານຕ່ໍາ ("ການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນ") ທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ.ຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງ EDFA.

1.1 ໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງ EDFA

Diode laser pump ປົກກະຕິຜະລິດສັນຍານ optical ຂອງ wavelength (ທັງ 980 nm ຫຼື 1480 nm) ໃນພະລັງງານສູງ (~ 10-200 mW).ສັນຍານນີ້ແມ່ນບວກໃສ່ກັບສັນຍານ input ແສງສະຫວ່າງໃນພາກ erbiumdoped ຂອງເສັ້ນໄຍຊິລິກາໂດຍຜ່ານ coupler WDM.ion erbium ຈະດູດເອົາພະລັງງານສັນຍານ pump ນີ້ແລະເຕັ້ນໄປຫາສະຖານະຕື່ນເຕັ້ນຂອງເຂົາເຈົ້າ.ພາກສ່ວນໜຶ່ງຂອງສັນຍານແສງຂາອອກແມ່ນໄດ້ຖືກແຕະ ແລະ ປ້ອນຄືນຢູ່ທີ່ການປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງ laser pump ຜ່ານການກັ່ນຕອງ optical ແລະເຄື່ອງກວດຈັບ.ນີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນກົນໄກການຄວບຄຸມພະລັງງານຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ EDFAs ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທີ່ຄວບຄຸມຕົນເອງ.ໃນເວລາທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກ metastable ທັງຫມົດຖືກບໍລິໂພກແລ້ວບໍ່ມີການຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂື້ນຕື່ມອີກ.ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບຈະສະຖຽນລະພາບໂດຍອັດຕະໂນມັດເພາະວ່າພະລັງງານ optical ຜົນຜະລິດຂອງ EDFA ຍັງຄົງເກືອບຄົງທີ່ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງການເຫນັງຕີງຂອງພະລັງງານ input, ຖ້າມີ.

1.2 ຮູບແບບການທໍາງານແບບງ່າຍດາຍຂອງ EDFA

ຕົວເລກຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນການວາງແຜນການທໍາງານທີ່ງ່າຍດາຍຂອງ EDFA ເຊິ່ງສັນຍານປັ໊ມຈາກເລເຊີຖືກເພີ່ມເຂົ້າໄປໃນສັນຍານ optical input (ຢູ່ທີ່ 1480 nm ຫຼື 980 nm) ຜ່ານຕົວເຊື່ອມຕໍ່ WDM.

ແຜນວາດນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ EDF ພື້ນຖານຫຼາຍ.ຄວາມຍາວຂອງສັນຍານຂອງປັ໊ມ (ມີພະລັງງານຂອງປັ໊ມປະມານ 50 mW) ແມ່ນ 1480 nm ຫຼື 980 nm.ບາງສ່ວນຂອງສັນຍານ pump ນີ້ໄດ້ຖືກໂອນໄປຫາສັນຍານ optical ປ້ອນໂດຍການກະຕຸ້ນການປ່ອຍອາຍພິດພາຍໃນຄວາມຍາວສັ້ນຂອງເສັ້ນໄຍ Erbium-doped.ມັນໄດ້ຮັບ optical ປົກກະຕິປະມານ 5-15 dB ແລະຫນ້ອຍກວ່າ 10 dB ຕົວເລກສິ່ງລົບກວນ.ສໍາລັບການດໍາເນີນງານ 1550 nm, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໄດ້ຮັບ optical 30-40 dB.

1.3 ການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງ EDFA

ຕົວເລກຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການດໍາເນີນການທີ່ງ່າຍດາຍຂອງ EDFA ທີ່ມີໂຄງສ້າງການປະຕິບັດຂອງມັນໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ WDM.

ດັ່ງທີ່ສະແດງ, ມັນປະກອບມີສ່ວນໃຫຍ່ຕໍ່ໄປນີ້:

• ຕົວແຍກຢູ່ບ່ອນປ້ອນຂໍ້ມູນ.ນີ້ເຮັດໃຫ້ສິ່ງລົບກວນທີ່ຜະລິດໂດຍ EDFA ຈາກການແຜ່ຂະຫຍາຍໄປສູ່ຈຸດສິ້ນສຸດຂອງເຄື່ອງສົ່ງ.

• ເຄື່ອງຈັບຄູ່ WDM.ມັນລວມເອົາສັນຍານຂໍ້ມູນການປ້ອນຂໍ້ມູນ optical ພະລັງງານຕ່ໍາ 1550 nm ກັບສັນຍານ optical pumping ພະລັງງານສູງ (ຈາກແຫຼ່ງ pump ເຊັ່ນ laser) ທີ່ 980 nm wavelength.

• ສ່ວນນ້ອຍໆຂອງເສັ້ນໄຍຊິລິກາທີ່ doped erbium.ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ນີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສື່ກາງຂອງ EDFA.

• isolator ຢູ່​ທີ່​ຜົນ​ຜະ​ລິດ​ໄດ້​.ມັນຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ສັນຍານ optical ສະທ້ອນກັບຄືນຈາກການເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນໄຍ erbium-doped silica.

ສັນຍານຜົນຜະລິດສຸດທ້າຍແມ່ນສັນຍານຂໍ້ມູນ optical wavelength 1550 nm ຂະຫຍາຍດ້ວຍສັນຍານ pump ຄວາມຍາວ 980 nm ທີ່ເຫຼືອ.

ປະເພດຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍໄຟເບີ Erbium-Doped (EDFAs)

ມີສອງປະເພດຂອງໂຄງສ້າງຂອງ Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFAs):

• EDFA ກັບເຄື່ອງສູບນ້ໍາຮ່ວມກັນ

• EDFA ກັບປັ໊ມຕ້ານການຂະຫຍາຍພັນ

ຕົວເລກຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຕ້ານການແຜ່ພັນຂອງປັ໊ມແລະການຈັດການປັ໊ມ bidirectional ທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ໃນໂຄງສ້າງ EDFA.

ການຈັດການປັ໊ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ

ປັ໊ມຮ່ວມຂະຫຍາຍພັນ EDFA ມີຄຸນສົມບັດພະລັງງານ optical ຕ່ໍາທີ່ມີສຽງລົບກວນຕ່ໍາ;ໃນຂະນະທີ່ປັ໊ມຕ້ານການຂະຫຍາຍພັນ EDFA ໃຫ້ພະລັງງານ optical ຜົນຜະລິດທີ່ສູງຂຶ້ນແຕ່ຜະລິດສິ່ງລົບກວນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.ໃນ EDFA ການຄ້າແບບປົກກະຕິ, ປັ໊ມສອງທິດທາງທີ່ມີເຄື່ອງສູບນ້ໍາຮ່ວມກັນແລະການຂະຫຍາຍພັນພ້ອມໆກັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດດ້ານ optical ຂ້ອນຂ້າງເປັນເອກະພາບ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ EDFA ເປັນ booster, in-line, ແລະ pre-amplifier

ໃນການນໍາໃຊ້ທາງໄກຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical, EDFAs ສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທີ່ສົ່ງຜົນອອກມາຂອງ optical transmitter, ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງໃນເສັ້ນພ້ອມກັບເສັ້ນໄຍ optical ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງກ່ອນຫນ້າ. ຜູ້ຮັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງເທິງ.

ມັນອາດຈະສັງເກດເຫັນວ່າ EDFAs ໃນເສັ້ນແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ຢູ່ໃນໄລຍະຫ່າງ 20-100 ກິໂລແມັດໂດຍອີງຕາມການສູນເສຍເສັ້ນໄຍ.ສັນຍານ input optical ແມ່ນຢູ່ທີ່ 1.55 μm wavelength, ໃນຂະນະທີ່ lasers pump ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 1.48 μm ຫຼື 980 nm wavelength.ຄວາມຍາວປົກກະຕິຂອງເສັ້ນໄຍ Erbium-doped ແມ່ນ 10-50 m.

ກົນໄກການຂະຫຍາຍໃນ EDFAs

ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວກ່ອນຫນ້ານີ້, ກົນໄກການຂະຫຍາຍຢູ່ໃນ EDFA ແມ່ນອີງໃສ່ການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບເລເຊີ.ພະລັງງານສູງຈາກສັນຍານປັ໊ມ optical (ຜະລິດໂດຍເລເຊີອື່ນ) ກະຕຸ້ນ dopant erbium ions (Er3+) ໃນເສັ້ນໄຍຊິລິກາຢູ່ໃນສະຖານະພະລັງງານເທິງ.ສັນຍານຂໍ້ມູນ optical input ກະຕຸ້ນການຫັນປ່ຽນຂອງ ions Erbium ຕື່ນເຕັ້ນກັບລັດພະລັງງານຕ່ໍາແລະສົ່ງຜົນໃຫ້ radiation ຂອງ photons ທີ່ມີພະລັງງານດຽວກັນ, ie, wavelength ດຽວກັນກັບຂອງ input optical signal.

ແຜນວາດລະດັບພະລັງງານ: Free Erbium ions ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະດັບທີ່ແຍກກັນຂອງແຖບພະລັງງານ.ເມື່ອ ions Erbium ຖືກ doped ເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນໄຍຊິລິກາ, ແຕ່ລະລະດັບພະລັງງານຂອງພວກມັນແບ່ງອອກເປັນຈໍານວນລະດັບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດເພື່ອປະກອບເປັນແຖບພະລັງງານ.

1.4 ກົນໄກການຂະຫຍາຍໃນ EDFA

ເພື່ອບັນລຸການປີ້ນກັບປະຊາກອນ, Er3+ ions ແມ່ນຖືກດູດຢູ່ໃນລະດັບປານກາງ 2. ໃນວິທີການທາງອ້ອມ (ການສູບ 980-nm), Er3+ ions ຖືກຍ້າຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈາກລະດັບ 1 ຫາລະດັບ 3. ມັນຕິດຕາມມາດ້ວຍການເສື່ອມສະພາບທີ່ບໍ່ເປັນລັງສີເຖິງລະດັບ 2, ຈາກ ບ່ອນທີ່ພວກເຂົາຕົກຢູ່ໃນລະດັບ 1, radiating ສັນຍານ optical ໃນ wavelength ທີ່ຕ້ອງການຂອງ 1500-1600 nm.ນີ້ແມ່ນເອີ້ນວ່າກົນໄກການຂະຫຍາຍ 3 ລະດັບ.

ສໍາລັບຜະລິດຕະພັນເພີ່ມເຕີມ Erbium-doped, ກະລຸນາເບິ່ງຢູ່ໃນເວັບໄຊທ໌ຂອງພວກເຮົາ.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

ອີເມລ:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

ແຟັກ: +86-2887897578

ເພີ່ມ: No.23, Chaoyang Road, Xihe street, Longquanyi disstrcit, Chengdu,610107, ຈີນ.