आधारभूत कार्य सिद्धान्त:
द
erbium-doped फाइबर एम्पलीफायर (EDFA)ऊर्जा रूपान्तरण प्राप्त गर्नको लागि हेलियम आयनहरू प्रयोग गर्ने माध्यम हो। ऊर्जा प्रवर्द्धन सञ्झ्यालसँग 1 550 एनएमको अपरेटिङ वेभलेन्थ विन्डो र 50 am को चौडाइ छ, जुन फाइबरको कम हानि विन्डोसँग मिल्दोजुल्दो छ। ऊर्जा इंजेक्शन विन्डो 980 nm र 1 480 nm छ। सामान्यतया, एक erbium-doped आयन फाइबर एक EDFA एम्प्लीफिकेशन कोर को रूप मा तैयार छ, यो एक सक्रिय माध्यम हो। एम्प्लीफिकेशन प्रणाली एक लेजर तीन-स्तर प्रणाली हो, 980 nm को इन्जेक्ट गरिएको प्रकाश ऊर्जा हीलियम आयनहरू द्वारा उच्च ऊर्जा स्तर 4 मा अवशोषित हुन्छ", र लेजरको संक्रमण स्तर 4n विश्राम दोलन द्वारा ट्रान्जिसन हुन्छ। ऊर्जा स्तरको लामो आयु, ठूलो मात्रामा संचय सक्रिय कणहरू, जसले ठूलो मात्रामा ऊर्जा आरक्षित गर्दछ, र त्यसपछि संकेत प्रकाशको साथ उत्तेजित विकिरण पास गर्दछ, समान आवृत्ति र उही चरणको गुणा संकेत प्राप्त गर्दछ, र फर्काउँछ। कणहरू जमिनको अवस्थासम्म पुग्छन्। प्रवर्धन प्रक्रियामा उत्प्रेरित आवाज सहज विकिरण (एम्प्लीफाइड स्पोन्टेनियस एमिशन (एएसई) हो, जुन पम्पको तरंग दैर्ध्यसँग सम्बन्धित छ। सामान्यतया, 980 एनएम लेजर पम्प दक्षतामा कम र आवाजमा कम हुन्छ। , जबकि 1 480 nm लेजर अत्यधिक कुशल र कोलाहलपूर्ण छ। डिजाइन प्रक्रियामा, सामान्य प्रि-फाइबर एम्पलीफायर EDFA ले 980 nm पम्पिङ प्रयोग गर्दछ; बूस्टर बूस्टर EDFA ले 980 nm र 1 480nm को हाइब्रिड पम्पिङ विधि प्रयोग गर्दछ। , र अप्टिकल समीकरण फिल्टरहरूको लागि DWDM आवश्यकताहरू अनुसार विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको मिडिया। डायाफ्राम फ्लैट फिल्टर।
एर्बियम डोपेड फाइबर एम्पलीफायर (FDFA) को आधारभूत संरचना:
एक विशिष्ट EDFA मा एक एर्बियम-डोपड फाइबर, एक पम्प स्रोत, एक तरंग लम्बाइ विभाजन मल्टिप्लेक्सर, एक अप्टिकल आइसोलेटर, र एक अप्टिकल फिल्टर हुन्छ। एर्बियम-डोपड फाइबरले प्रवर्धन प्रदान गर्दछ, पम्प स्रोतले पर्याप्त पम्प शक्ति प्रदान गर्दछ, र तरंग लम्बाइ विभाजन मल्टिप्लेक्सरले सिग्नल लाइट र पम्प लाइटलाई एर्बियम-डोपड फाइबरमा जोड्दछ। अप्टिकल आइसोलेटरले प्रकाशको प्रतिबिम्बलाई अप्टिकल दोलनहरू र प्रतिक्रिया प्रकाशले सिग्नल लेजरको सञ्चालन अवस्थामा गडबडी निम्त्याउनबाट रोक्न प्रकाशको एकतर्फी प्रसारण सुनिश्चित गर्दछ। अप्टिकल फिल्टरको भूमिका अप्टिकल एम्प्लीफायरमा ASE शोरलाई फिल्टर गर्नु र EDFA को सिग्नल-टु-शोर अनुपातमा सुधार गर्नु हो। सामान्यतया EDFA मा तीन प्रकारका पम्पहरू हुन्छन्: सह-दिशात्मक पम्प, रिभर्स पम्प र दुई-तर्फी पम्प। EDFAâs एम्प्लीफायर स्थिर छ (अर्थात्, प्रिम्प्लीफायर र लाइनको रेखीय एम्प्लीफायर) वा आउटपुट पावर स्थिर छ भनेर सुनिश्चित गर्नको लागि (जस्तै, ट्रान्समिटिङ अन्तमा संतृप्त शक्ति एम्पलीफायर), यो डिजाइन गर्न आवश्यक छ। EDFA को इनपुट र आउटपुट पावर, साथै पम्पिंग स्रोतको निगरानी गर्न सहायक सर्किट। कामको स्थिति अनुगमन र नियन्त्रण गरिन्छ। अनुगमन परिणामहरू अनुसार, पम्प लाइट स्रोतको कार्य मापदण्डहरू EDFA लाई इष्टतम अवस्थामा काम गर्नको लागि उचित रूपमा समायोजन गरिएको छ। थप रूपमा, सहायक सर्किट खण्डले स्वचालित तापमान नियन्त्रण र स्वचालित पावर नियन्त्रण जस्ता सुरक्षा कार्यहरूको लागि सर्किटहरू पनि समावेश गर्दछ।
एर्बियम डोपेड फाइबर एम्पलीफायर (EDFA) को आधारभूत प्रदर्शन:
EDFA को आधारभूत कार्यसम्पादन लाभ, आउटपुट पावर र आवाज, साथै ब्यान्डविथ र समीकरणमा प्रतिबिम्बित हुन्छ।
1. लाभ विशेषताहरू लाभ विशेषताहरूले इनपुट पावरमा अप्टिकल एम्पलीफायरको आउटपुट पावरको अनुपातको प्रवर्धन क्षमतालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। यो विभिन्न कारकहरूसँग सम्बन्धित छ, सामान्यतया dB मा व्यक्त गरिन्छ, र सामान्यतया प्रयोग गरिएको प्रवर्धन कारक 15 देखि 40 dB हो। सामान्यतया, लाभ सीधा पम्प पावर र एर्बियम-डोपड फाइबरको लम्बाइसँग सम्बन्धित छ। उत्तम मूल्य प्रयोग गरेर फेला पार्न सकिन्छ।
2. आउटपुट पावर विशेषताहरू एक आदर्श रैखिक अप्टिकल एम्पलीफायरको लागि, अप्टिकल सिग्नललाई एम्प्लीफाइड गर्न सकिन्छ र इनपुट अप्टिकल पावरको पर्वाह नगरी समान लाभमा आउटपुट गर्न सकिन्छ। यो अवस्था सुनिश्चित गर्नको लागि, सामान्यतया सानो अप्टिकल सिग्नल इनपुट हुँदा मात्र, पर्याप्त लाभद्वारा विस्तारित अप्टिकल सिग्नलको आउटपुट लेजरमा इन्जेक्ट गरिएको पम्प पावरको ऊर्जा स्तरको कणहरूको संख्या कम गर्न अपर्याप्त हुन्छ। यद्यपि, जब इनपुट अप्टिकल पावर पर्याप्त रूपमा ठूलो हुन्छ, प्रवर्द्धन पछि आउटपुट पावरको लागि क्षतिपूर्ति गर्न इन्जेक्टेड पावर अपर्याप्त हुन्छ, ताकि उल्टो कणहरूको संख्या संतृप्त र कम हुन्छ, र यसरी आउटपुट अप्टिकल पावर घटाइन्छ, जसले कमीलाई असर गर्छ। प्रवर्धन कारक को, अर्थात्, लाभ संतृप्ति। , ताकि प्रवर्धन ननलाइनर एम्प्लीफिकेशन संतृप्ति क्षेत्रमा प्रवेश गर्दछ। EDFA को अधिकतम आउटपुट पावर सामान्यतया 3 dB संतृप्त आउटपुट पावरको रूपमा व्यक्त गरिन्छ, जुन आउटपुट पावरसँग मेल खान्छ जब संतृप्ति लाभ 3 dB ले घट्छ, EDFA को अधिकतम पावर आउटपुट क्षमता प्रतिबिम्बित गर्दछ। EDFA को संतृप्ति आउटपुट विशेषताहरू पम्प पावर, एर्बियम डोपड फाइबरको लम्बाइ, र संरचनासँग सम्बन्धित छन्। पम्प अप्टिकल पावर जति उच्च हुन्छ, 3 dB संतृप्त आउटपुट पावर त्यति नै बढी हुन्छ; erbium-doped फाइबर लम्बाइ जति लामो हुन्छ, 3 dB संतृप्त आउटपुट पावर त्यति नै बढी हुन्छ।
x
