Apa itu Edfa dan Eydfa?

EDFA adalah perangkat optik aktif yang memperkuat sinyal optik 1550nm yang lemah dengan mendoping inti serat optik dengan elemen tanah jarang "Erbium (ER)", menggunakan efek emisi yang distimulasi dari ion Erbium.

Fitur Utama:noise rendah, gain tinggi, bandwidth lebar

Ports:

1. Port input sinyal (IN): Hubungkan sinyal 1550nm yang lemah yang perlu diamplifikasi (seperti sinyal setelah kehilangan transmisi serat optik, atau sinyal lemah sebelum penerima). Daya input biasanya -30 hingga -10 dBm dan harus cocok dengan jenis serat optik (misalnya, SMF -28).

2. Port Output Sinyal (Out): Output Sinyal 1550nm yang diamplifikasi (untuk transmisi atau penerimaan berikutnya). Daya output biasanya antara 0 hingga 20dBm (level Milliwatts), dengan desain refleksi rendah (untuk menghindari gangguan pengembalian sinyal).

3. Port Pompa: Terhubung ke laser pompa untuk menyediakan energi eksitasi untuk ion Erbium (port input energi inti). Panjang gelombang pompa utama: 980nm (noise rendah) atau 1480nm (gain tinggi); Daya pompa 100 ~ 500mw.

4. Port pemantauan (MON): Ekstrak 1% ~ 5% dari sinyal output untuk pemantauan waktu -} nyata dari daya sinyal yang diamplifikasi dan stabilitas panjang gelombang (untuk penggunaan operasional). Daya output jauh lebih rendah daripada sinyal utama (biasanya -20 ~ -10dBm), yang tidak mempengaruhi transmisi sinyal utama.

Prinsip Operasi:

1. Eksitasi pompa (Injeksi Energi) Laser pompa menyuntikkan cahaya pompa 980nm/1480nm melalui "port pompa," dan ion er³⁺ dalam inti menyerap energi pompa, transisi dari keadaan dasar (4i₁₅/₂) ke pompa tinggi {4-}} {4 {4 {4 {4} {{4 {4i {{4i.

2. Inversi Populasi (Kondisi untuk amplifikasi) Ion - {1 {1 {1 {1 {1 {1 {1 {4i₁₃/₂) sangat tidak stabil dan dengan cepat turun ke keadaan metastabil (4i₁₃/₂) melalui "non - transisi radiatif" (dengan seumur hidup sekitar 10ms, memungkinkan untuk panjang {5} {5} (dengan seumur hidup); Ketika jumlah ion er³⁺ dalam keadaan metastabil secara signifikan melebihi ion keadaan dasar, "inversi populasi" terjadi (kondisi inti untuk amplifikasi optik).

3. Amplifikasi Sinyal (Emisi Stimulated) Lampu sinyal 1550nm yang perlu diamplifikasi memasuki serat erbium - melalui "port input." Energi foton dari cahaya sinyal sangat cocok dengan energi transisi dari keadaan metastabil ke keadaan dasar ion er³⁺, menarik ion ER³⁺ metastable untuk dengan cepat beralih kembali ke keadaan dasar dan melepaskan foton baru yang identik dalam frekuensi, fase, dan polarisasi ke lampu sinyal; Foton baru ini secara superkonduktif bergabung dengan lampu sinyal asli, mencapai "amplifikasi eksponensial" dari daya sinyal, yang pada akhirnya output melalui "port output."

Aplikasi:

1. Long - Jarak Jarak Backbone Communication Fiber Optical, berfungsi sebagai "penguat garis", yang digunakan dalam kabel optik antarkota dan transoceanic untuk mengkompensasi atenuasi sinyal.

2. Terminal komunikasi serat optik, di mana ujung penerima bertindak sebagai penguat pra - untuk memperkuat sinyal yang lemah, meningkatkan sensitivitas penerima stasiun pangkalan seluler dan modem optik. Di ujung pemancar, bertindak sebagai penguat daya untuk sedikit meningkatkan daya transmisi, seperti output sinyal optik dari 5G.

3. Dalam sistem CATV (Televisi Kabel), memperkuat sinyal televisi dalam kisaran panjang gelombang 1550nm untuk mencapai cakupan selama ratusan kilometer, menghindari degradasi kualitas gambar karena atenuasi.

4. Sistem penginderaan serat optik, memperkuat sinyal optik lemah dari sensor regangan dan suhu, seperti pemantauan waktu jembatan dan pipa minyak dan gas asli, memanjang jarak penginderaan (hingga lebih dari 100 kilometer).

Doping baik ion erbium dan ion ytterbium dalam inti serat optik, memanfaatkan mekanisme ion ytterbium "secara efisien menyerap cahaya pompa dan mentransfer energi ke ion Erbium," mencapai perangkat amplifikasi sinyal optik daya tinggi di pita panjang gelombang 1550Nm, memecah batas daya EDFA.

Fitur Utama:Dibandingkan dengan EDFA, ia memiliki efisiensi penyerapan pompa yang lebih tinggi, toleransi daya tinggi yang lebih kuat, dan daya output yang lebih tinggi.

Ports:

1. Port Input Sinyal (IN): Terhubung ke sinyal 1550nm (sinyal daya lemah atau sedang), dengan rentang daya input yang lebih luas (-20 hingga 0dBm) dan toleransi daya tinggi (untuk menghindari terbakar).

2. Port Output Sinyal (Out): Output sinyal daya 1550nm tinggi (untuk aplikasi laser atau transmisi daya tinggi), dengan daya output mulai dari 1W hingga 1kW (dari watt ke level kilowatt), yang membutuhkan konektor daya tinggi (seperti versi daya tinggi FC/APC), dengan perlindungan pembakaran dan pencegahan kebocoran cahaya.

3. Port Pompa: Beberapa pompa dapat disuntikkan dalam kombinasi untuk meningkatkan daya pompa total (inti output daya tinggi). Panjang gelombang pompa utama: 808nm (biaya rendah) atau 915nm (efisiensi tinggi); Daya pompa tunggal 5 hingga 20W, daya total beberapa pompa dapat mencapai lebih dari 50W.

4. Port pemantauan/kontrol: ① memantau daya dan suhu output (untuk menghindari panas berlebih); ② Modul Kontrol Eksternal untuk Menyesuaikan Daya/Gain Pompa. Port pemantauan mengekstrak 0,1% hingga 1% dari sinyal (untuk menghindari mempengaruhi output daya tinggi); Port kontrol mendukung protokol RS485/Ethernet.

Prinsip Operasi:

1. Eksitasi pompa (preferensi ion ytterbium) multi - laser pompa menyuntikkan lampu pompa pada 808nm/915nm melalui "port pompa". Ion ytterbium (yb³⁺) dalam inti serat secara istimewa menyerap energi, transisi dari keadaan dasar (²f₇/₂) ke keadaan tereksitasi (²f₅/₂).

2. Transfer energi (Ytterbium ke Erbium) Ion Ytterbium tereksitasi tidak secara langsung memancarkan foton; Sebaliknya, mereka secara efisien mentransfer energi ke ion Erbium yang berdekatan (er³⁺) melalui "non - transfer energi radiasi," yang memungkinkan ion erbium untuk transisi dari keadaan dasar (4i₁₅/₂) ke keadaan metastabil (4i₁₃/₂). Langkah ini membahas efisiensi rendah dari erbium ion penyerapan langsung cahaya pompa di EDFA dan menghindari limbah energi yang disebabkan oleh konsentrasi ion erbium yang tinggi.

3. Amplifikasi Sinyal (Emisi Ion Erbium) Konsisten dengan EDFA: Cahaya sinyal 1550nm menggairahkan ion Erbium metastabil untuk transisi, melepaskan frekuensi - foton yang cocok untuk mencapai amplifikasi sinyal. Karena energi yang lebih kuat ditransfer oleh ion ytterbium, dapat mendukung output sinyal daya yang lebih tinggi (watt - level / kilowatt - level).

Aplikasi:

1. High - komunikasi serat daya, digunakan sebagai "penguat daya" untuk jaringan area metropolitan dan jaringan akses, meningkatkan daya output total multi - sinyal, seperti di jaringan optik pinggiran kota yang mencakup lebih dari 50 kilometer.

2. Industri - laser serat grade, berfungsi sebagai perangkat amplifikasi inti, output kilowatt - laser level 1550nm yang digunakan untuk pemotongan logam (stainless steel, aluminium alloy), pengelasan, dan perawatan permukaan (seperti pembuatan mobil, dirgantara).

3. Peralatan Laser Medis, Mengeluarkan Watt - laser level yang digunakan untuk operasi oftalmik (seperti perawatan katarak), perawatan dermatologis (seperti pengangkatan pigmentasi, menghilangkan rambut) - Damage 1550Nm memiliki panjang gelombang memiliki penetrasi jaringan sedang dalam piring manusia piring pekat.

4. Ruang komunikasi optik, di mana eydfa bertindak sebagai penguat daya stasiun darat dalam satelit - ke - Komunikasi laser tanah, mengeluarkan sinyal daya tinggi - untuk mengatasi kehilangan atmosfer, seperti transmisi data laser dari Satewellites Beidou.

5. Di bidang penelitian ilmiah, digunakan untuk analisis spektral laser, lidar (seperti pemantauan polutan atmosfer), dan sebagai sumber mengemudi laser untuk fusi pengurungan inersia (ICF).