מהם EDFA ו- EYDFA?

EDFA הוא מכשיר אופטי פעיל המגביר אותות אופטיים חלשים של 1550 ננומטר על ידי סמים את הליבה של סיב אופטי עם אלמנט אדמה נדיר "ארביום (ER)", תוך שימוש באפקט הפליטה המגורה של יוני ארביום.

תכונות מפתח:רעש נמוך, רווח גבוה, רוחב פס רחב

יציאות:

1. יציאת קלט האות (IN): חבר את האות החלש של 1550 ננומטר שצריך להגביר (כמו האות לאחר אובדן העברת סיבים אופטי, או האות החלש לפני המקלט). כוח הקלט הוא בדרך כלל -30 עד -10 dBM ועליו להתאים לסוג הסיבים האופטיים (למשל, SMF -28).

2. יציאת פלט אות (OUT): יציאות האות המוגבר של 1550 ננומטר (להעברה או קבלת פנים לאחר מכן). כוח הפלט הוא בדרך כלל בין 0 ל 20dBM (רמת מיליאטס), עם תכנון השתקפות נמוך (כדי להימנע מהפרעות החזרת האות).

3. יציאת משאבה: מתחברת ללייזר המשאבה כדי לספק אנרגיית עירור ליוני ה- ERBIUM (יציאת כניסת אנרגיה ליבה). אורכי גל עיקריים של משאבה: 980 ננומטר (רעש נמוך) או 1480 ננומטר (רווח גבוה); משאבה כוח 100 ~ 500MW.

4. יציאת ניטור (יום שני): תמצית 1% ~ 5% מאותות הפלט עבור מעקב אחר זמן- זמן של כוח האות המוגבר ויציבות אורך הגל (לשימוש תפעולי). כוח הפלט נמוך בהרבה מהאות העיקרי (בדרך כלל -20 ~ -10dBm), שאינו משפיע על העברת האות הראשי.

עיקרון הפעלה:

1. עירור משאבה (הזרקת אנרגיה) לייזר המשאבה מזריק 980nm/1480nm משאבה אור דרך "יציאת המשאבה", ויוני ה- ERWA בגרעין סופגים את אנרגיית השאיבה, המעבר ממצב הקרקע (4i₁₅/₂) למשאבה גבוהה {4} אנרגיה נרגשת (980nm tertious leve tert;

2. היפוך אוכלוסייה (תנאי להגברה) היוני הגבוהים - אנרגיה Erla -⁺ הם לא יציבים מאוד ויורדים במהירות למצב גרורתי (4i₁₃/₂) באמצעות "לא - מעברים קרינה" (עם חיים של כ -10ms, ומאפשר ל {5} טעונה); כאשר מספר יוני ה- ERWA במצב גרורתי עולה באופן משמעותי על זה של יוני המדינה הקרקעית, מתרחש "היפוך אוכלוסייה" (מצב ליבה להגברה אופטית).

3. הגברה של אות (פליטה מעוררת) תאורת האות 1550 ננומטר שצריך להגביר את הסיבים המסוממים של ארביום - דרך "יציאת הקלט". אנרגיית הפוטון של נורת האות תואמת בצורה מושלמת את אנרגיית המעבר ממצב הגרורתי למצב הקרקע של יוני ה- Erlace, מרגשת את יוני ה- Er בעיקר הגרוריים כדי לעבור במהירות למצב היבשה ולשחרר פוטונים חדשים זהים בתדירות, בשלב ובקיטוב לאור האות; הפוטונים החדשים הללו משתלבים באופן סופר -מוניטין עם אור האות המקורי, ומשיגים "הגברה מעריכית" של כוח האות, שבסופו של דבר מפוצל דרך "יציאת הפלט".

יישומים:

1. ארוך - רשת עמוד השדרה של תקשורת סיבים אופטיים מרחוק, המשמשת כ"גבר קו ", הפרוסה בכבלים אופטיים בין עירוניים ובטרנסוקיאניים כדי לפצות על הנחתת האות.

2. מסוף תקשורת סיבים אופטיים, כאשר סוף המקלט פועל כמגבר טרום- כדי להגביר אותות חלשים, ומשפר את הרגישות המקבלת של תחנות בסיס ניידות ומודמים אופטיים. בקצה המשדר, זה פועל כמגבר כוח כדי להגדיל מעט את כוח ההולכה, כמו תפוקת האות האופטי של Stations של 5G.

3. במערכות CATV (טלוויזיה בכבלים), הגברת אותות טלוויזיה בטווח אורך הגל של 1550 ננומטר כדי להשיג כיסוי למאות קילומטרים, תוך הימנעות מהשפלות באיכות תמונה כתוצאה מהתפנית.

4. מערכות חישת סיבים אופטיים, הגברת אותות אופטיים חלשים מחיישני זן וטמפרטורה, כגון מעקב אחר זמן אמיתי - גשרים וצינורות נפט וגז, והרחיב מרחק חישה (עד למעלה מ 100 ק"מ).

סמים הן יוני ארביום והן יוני ytterbium בליבת הסיבים האופטיים, תוך שימוש במנגנון של יוני ytterbium "סופג ביעילות אור משאבה והעברת אנרגיה ליוני ארביום", משיג מכשירי הגברה אופטיים בעלי עוצמה גבוהה באורך 1550nm באורך הגל של אדמה.

תכונות מפתח:בהשוואה ל- EDFA, יש לו יעילות ספיגת משאבה גבוהה יותר, סובלנות גבוהה יותר בעוצמה גבוהה וכוח תפוקה גבוה יותר.

יציאות:

1. יציאת קלט אות (IN): מתחבר לאות 1550 ננומטר (אות חשמל חלש או בינוני), עם טווח כוח קלט רחב יותר (-20 עד 0dBM) וסובלנות כוח גבוהה (כדי להימנע משריפה).

2. יציאת פלט אות (OUT): יציאות אות גבוה 1550 ננומטר (ליישומי לייזר או העברת כוח גבוהה), כאשר כוח הפלט נע בין 1W ל- 1KW (מגובה וואט לקילואט), הדורש מחברי חשמל גבוהים (כמו גרסת חשמל גבוהה של FC/APC), עם הגנה על הגנה על כוויות ומניעה של Like Leakage.

3. יציאת משאבה: ניתן להזריק משאבות מרובות בשילוב כדי להגדיל את סך כוח המשאבה (הליבה של תפוקת הספק גבוהה). אורכי גל משאבה מיינסטרים: 808 ננומטר (עלות נמוכה) או 915 ננומטר (יעילות גבוהה); כוח משאבה יחיד של 5 עד 20 וולט, הספק כולל של משאבות מרובות יכול להגיע ליותר מ 50 וולט.

4. יציאת ניטור/בקרה: ① עוקב אחר כוח הפלט והטמפרטורה (כדי להימנע מחימום יתר); ② מודול בקרה חיצוני להתאמת כוח/רווח של משאבה. יציאת הניטור תמצית 0.1% עד 1% מהאות (כדי להימנע מהשפעת תפוקת הספק גבוהה); יציאת הבקרה תומכת בפרוטוקול RS485/Ethernet.

עיקרון הפעלה:

1. עירור משאבה (העדפת יון ytterbium) Multi - לייזרים משאבה הזרקו אור משאבה במהירות 808nm/915nm דרך "יציאת המשאבה". יוני ytterbium (yb³⁺) בליבת הסיבים סופגים באופן עדיף אנרגיה, ומעבירים ממצב הקרקע (²f₇/₂) למצב הנרגש (²f₅/₂).

2. העברת אנרגיה (ytterbium to erbium) יוני ytterbium הנרגשים אינם פולטים ישירות פוטונים; במקום זאת, הם מעבירים ביעילות אנרגיה ליוני ארביום סמוכים (Erlan) דרך "העברת אנרגיה קרינת לא -," המאפשרים ליוני הארביום לעבור ממצב הקרקע (4i₁₅/₂) למצב גרור (4i₁₃/₂). שלב זה מתייחס ליעילות הנמוכה של ספיגה ישירה של ארביום יון של נורת המשאבה ב- EDFA ונמנע מפסולת אנרגיה הנגרמת כתוצאה מריכוזים גבוהים של יוני ארביום.

3. הגברה של אות (פליטה מגורה של ארביום יון) התואמת את EDFA: תאורת האות 1550 ננומטר מרגשת יוני ארביום גרורתיים למעבר, מה שחרור תדר {}}} פוטונים תואמים כדי להשיג הגברה של אות. בשל האנרגיה החזקה יותר שהועברה על ידי יוני ytterbium, היא יכולה לתמוך בפלט איתות כוח גבוה יותר (Watt - רמה / קילוואט - רמה).

יישומים:

1. גבוה - תקשורת סיבי חשמל, המשמשת כ"גבר כוח "לרשתות אזור מטרופוליטן ורשתות גישה, משפר את כוח הפלט הכולל של אותות ערוץ רב {}}, כמו ברשתות אופטיות פרבריות המכסות יותר מ- 50 ק"מ.

2. לייזרי סיבים תעשייתיים {}}} לייזרי סיבים בדרגה, המשמשים כמכשירי הגברה ליבה, פלט קילוואט - לייזרים ברמה 1550 ננומטר המשמשים לחיתוך מתכת (פלדת אל חלד, סגסוגת אלומיניום), ריתוך וטיפול פני השטח (כגון ייצור אוטומטי, אווירה).

3. ציוד לייזר רפואי, יציאת Watt - לייזרים ברמה המשמשים לניתוח עיניים (כגון טיפול בקטרקט), טיפולים דרמטולוגיים (כגון הסרת פיגמנטציה, הסרת שיער) {}}} אורך הגל של 1550nm יש עטור רקמות מתון בגוף האנושי עם נזק מינימלי.

4. תקשורת אופטית בחלל, שם EYDFA פועלת כמגבר הכוח של תחנת הקרקע בלוויין - ל- - תקשורת לייזר קרקעית, ומוציאה אותות גבוהים {}} אותות כוח כדי להתגבר על אובדן אטמוספרי, כגון העברת נתוני לייזר מלהיסטו לטיוויטי.

5. בתחום המחקר המדעי, המשמש לניתוח ספקטרלי לייזר, LIDAR (כגון ניטור מזהמים אטמוספריים), וכמקור נהיגה בלייזר לאיחוי כליאה אינרציאלית (ICF).