Розширений оптичні деталі – підсилювач ербію леговані волокно (EDFA)
Багато волокон оптичних додатків, таких як далекомагістральних DWDM систем, вимагають посилення оптичного сигналу. У минулому це спричиняє за допомогою дорогих електронні ретрансляторів проміжних пунктів кожні 100 км. Сьогоднішніх сучасних далекомагістральних DWDM систем використовувати кілька передових Оптичні компоненти буде замінено кілька ретрансляторів один оптичний пристрій. Ці оптичні прилади, які називаютьсяОптичні підсилювачі, після того, як тільки лабораторії смішне, тепер бачимо широке застосування в безпосередньої. Один з найпоширеніших оптичні підсилювачі є ербію леговані підсилювач волокно (EDFA).
Дослідники розробилиEDFAзамінити численних електронних повторювачі з меншою кількістю оптичних ретрансляторів, загальний знизити вартість системи і складності. EDFAs також дозволяють проста система оновлення шляхом додавання додаткових джерел різних довжин хвиль і їх об'єднання на одне волокно за допомогою заDWDM мультиплексор.
Волокна використовуються в на EDFA легованого ербію рідкісноземельні елементи, який має відповідні рівні енергії в його атомарна структура підсилити світло в 1550 нм. 980 нм або лазерний 1480 нм "насос" впроваджує енергії в ербію леговані волокна. Коли слабкого сигналу в 1550 нм вводить волокно, світло стимулює ербію атомів звільнити їх накопиченої енергії як додаткове світло 1550 нм. Цей процес продовжується як сигнал проходить вниз волокна, росте все сильніше і сильніше, поки настане ербію леговані регіону.
На малюнку нижче показано два етапи EDFA з середини етапу доступ, важливим елементом дуже високопродуктивних волоконно-оптичних систем. У цьому випадку, дві прості EDFAs одноярусні зібраних в один пакет. Користувач отримує вихід першого етапу EDFA а також методи другого етапу EDFA. Ці системи часто потребують періодичних додаткові елементи, такі як компенсаційні дисперсії волокна (DCF), для того, щоб зменшити загальну дисперсії. Висока вставки втрата 10 дБ або більше робить DCF проблематично. Розміщення на DCF у точці доступу середнього етап двоступінчасті EDFA зменшує шкідливого впливу на систему. Користувач ще розуміє значний виграш через EDFA, навіть з додаткових високі оптичні втрати шматка DCF.
На малюнку оптичний вхід вперше проходить через оптичні ізолятора #1, який onlu дозволяє світлу проходити зліва направо. Далі світло проходить через WDM #1. WDM #1 надає засоби ін'єкційні 980 нм насос довжини хвилі в першу довжину ербію леговані волокна. WDM #1 також дозволяє муфти оптичних вхідного сигналу в ербію леговані волокна з мінімальними втратами оптичні.
980 нм енергії насосів ербію атомів в стан повільно затухаючим, схвильовані. Коли світло в 1550 нм Група подорожує через ербію леговані волокна, які, як правило десятки метрів в довжину, це викликає Вимушене випромінювання випромінювання, як і лазер. Таким чином 1550 нм оптичних вхідного сигналу набирає міцність. Вивід ербію леговані волокна потім проходить через оптичні ізолятора #2, яка стає доступним користувачеві. Як правило, середнього етап доступ точка з'єднує з якоюсь дисперсії компенсуючого пристрою. Світло, то подорожує через ізолятора #3 і WDM #2. WDM #2 пари 1480 нм енергії від другого лазерного насоса в іншому кінці другої довжини ербію леговані волокна, збільшуючи посилення і Вихідна потужність. Нарешті світло подорожує через ізолятора #4.
EDFAs уникнути найбільш активних компонентів, тому що посилювати фотони сигналу. На EDFA забезпечує висока Вихідна потужність, що вимагають менше Підсилювачі в дизайн даної системи. Самий основний EDFA дизайн підсилювачі світло над досить вузька смуга: 12 нм. Додавання нагулу вирівнювання фільтри можуть збільшити гурту до більш ніж 25 нм. Інші екзотичні легованого волокон збільшити посилення гурт на 40 нм, і більше. Крім того, дані оцінити незалежності в EDFAs означає, що оновлення системи вимагає зміни тільки запуск і отримувати терміналів.
Надійна робота на EDFA робить його корисним у далекомагістральних, висока ставка волоконно оптичні інформатичних систем і систем її доставки кабельного телебачення. У додатках CATV, EDFAs збільшити сигнал до і після послугамиОптична Роздільна лініядля посилення розділити сигнал для передачі через кілька волокон. Переглянути CATV підсилювач продукту тут. В цілому, існує чотири основних додатків для оптичні підсилювачі: Потужність підсилювача/керма, рядний підсилювач, попереднього підсилювача або втрати відшкодувань оптичних мереж.
