Что такое усилитель на эрбиевом волокне?

Усилитель на волокне с эрбием — это волоконный усилитель, основанный на принципе работы эрбиевого волокна. Он обладает такими преимуществами, как широкий диапазон длин волн, высокий коэффициент усиления, низкий уровень шума и высокая надежность. Он широко используется в оптических системах связи.

Компоненты EDFA

EDFA состоит из эрбиевого волокна, источника света накачки, оптического разветвителя и ответвителя. Эрбиевое волокно является основой Усилитель на волокне с эрбием. Это оптическое волокно, легированное элементом, усиливает оптический сигнал посредством возбуждения источника света накачки. Источник света накачки является источником энергии EDFA и обычно представляет собой полупроводниковый лазер с длиной волны 980 нм или 1480 нм. Оптический разветвитель разделяет свет накачки и сигнальный свет, позволяя им распространяться раздельно в эрбиевом волокне. Ответвитель соединяет свет накачки и сигнальный свет в эрбиевом волокне. Принцип работы EDFA

При прохождении света накачки через волокно, легированное эрбием, электроны в эрбиевом элементе возбуждаются до высокого энергетического уровня, переводя эрбиевый элемент в возбуждённое состояние. При прохождении сигнального света через волокно, легированное эрбием, возбуждённый эрбиевый элемент испускает фотоны в направлении сигнального света. Это явление известно как вынужденное излучение. Это увеличивает энергию сигнального света, тем самым усиливая его. В частности, когда фотоны накачки и сигнальные фотоны встречаются в волокне, легированном эрбием, они обмениваются энергией, передавая энергию фотонов накачки сигнальным фотонам. Эрбиевый элемент в волокне, легированном эрбием, имеет уникальную структуру энергетических уровней, которая эффективно передаёт энергию фотонов накачки сигнальным фотонам, тем самым усиливая сигнальный свет. Кроме того, в волокне, легированном эрбием, электроны эрбиевого элемента остаются в возбуждённом состоянии очень короткое время, порядка наносекунд, что делает процесс усиления чрезвычайно быстрым.

Преимущества EDFA

По сравнению с другими волоконными усилителями, Усилитель на волокне с эрбием обладают следующими преимуществами: 1. Широкий диапазон длин волн: EDFA охватывают C- и B-диапазоны, что делает их пригодными для различных систем оптической связи. 2. Высокий коэффициент усиления: EDFA могут достигать коэффициента усиления более 30 дБ при высокой равномерности усиления. 3. Низкий уровень шума: EDFA имеют низкий коэффициент шума, что обеспечивает передачу сигнала по волокну на большие расстояния. 4. Высокая надёжность: EDFA обладают высокой надёжностью и длительным сроком службы, что соответствует требованиям оптических систем связи.