Hvad er EDFA og EYDFA?

EDFA er en aktiv optisk enhed, der forstærker svage 1550NM optiske signaler ved at dope kernen i en optisk fiber med sjældent jordelement "Erbium (ER)" ved anvendelse af den stimulerede emissionseffekt af erbiumioner.

Nøglefunktioner:Lav støj, høj gevinst, bred båndbredde

Porte:

1. Signalindgangsport (IN): Tilslut det svage 1550NM -signal, der skal amplificeres (såsom signalet efter tab af optisk fiberoverførsel eller det svage signal før modtageren). Indgangseffekten er typisk -30 til -10 dBm og skal matche typen af ​​optisk fiber (f.eks. SMF -28).

2. Signal outputport (ud): Udgange det amplificerede 1550NM -signal (til efterfølgende transmission eller modtagelse). Udgangseffekten er typisk mellem 0 til 20dbm (Milliwatts niveau) med et lavt reflektionsdesign (for at undgå signalreturinterferens).

3. pumpeport: Opretter forbindelse til pumpelaseren for at tilvejebringe excitationsenergi til Erbium -ionerne (kerneenergiindgangsport). Hovedpumpebølgelængder: 980nm (lav støj) eller 1480nm (høj gevinst); Pumpe Power 100 ~ 500MW.

4. Overvågningsport (MON): Ekstrakter 1% ~ 5% af udgangssignalet for reelle - Tidovervågning af det amplificerede signals effekt og bølgelængde -stabilitet (til operationel brug). Udgangseffekten er meget lavere end hovedsignalet (normalt -20 ~ -10dbm), som ikke påvirker transmissionen af ​​hovedsignalet.

Driftsprincip:

1. pumpe -excitation (energiinjektion) Pumpelaseren injicerer 980Nm/1480nm pumpelys gennem "pumpeporten", og ER³⁺ -ionerne i kernen absorberer pumpeenergien, overgang fra jordtilstand (4i₁₅/₂) til en høj- energi ophidset tilstand (980nm pumpe → 4i₁₁/₂; 1480nm pumpe → 4i₉/}).

2. Befolkningsinversion (tilstand til amplifikation) Den høje - Energi er³⁺ ioner er meget ustabile og hurtigt falder til en metastabil tilstand (4i₁₃/₂) via "non - strålende overgange" (med en levetid på ca. 10ms, hvilket tillader for lang - udtryk); Når antallet af ER³⁺ -ioner i den metastabile tilstand markant overstiger antallet af jordtilstand, forekommer en "populationsinversion" (en kernebetingelse for optisk amplifikation).

3. signalforstærkning (stimuleret emission) 1550nm signallyset, der skal amplificeres, kommer ind i Erbium - dopet fiber gennem "inputporten." Fotonenergien i signallyset matcher perfekt overgangsenergien fra den metastable tilstand til jordtilstanden for de er³⁺ -ioner, der spænder de metastable ER³⁺ -ioner til hurtigt overgang tilbage til jordtilstanden og frigiver nye fotoner, der er identiske i frekvens, fase og polarisering til signallyset; Disse nye fotoner kombineres superledende med det originale signallys og opnår "eksponentiel amplifikation" af signalkraften, som i sidste ende udsendes gennem "outputporten."

Ansøgninger:

1. lange - afstand Optisk fiberkommunikation Backbone Network, der tjener som en "linjeforstærker", indsat i intercity og transoceaniske optiske kabler for at kompensere for signaldæmpning.

2. Optisk fiberkommunikationsterminal, hvor modtagerens ende fungerer som en før - forstærker for at forstærke svage signaler, hvilket forbedrer modtagelsesfølsomheden af ​​mobile basestationer og den optiske udgang af 5G basisstationer.

3. i CATV (kabel -tv) systemer, forstærkende tv -signaler i området 1550nm bølgelængde for at opnå dækning i hundreder af kilometer, hvilket undgår nedbrydning af billedkvalitet på grund af dæmpning.

4. Optiske fiberfølelsessystemer, der forstærker svage optiske signaler fra stamme- og temperatursensorer, såsom reelle - tidsovervågning af broer og olie- og gasrørledninger, der forlænger sensingafstand (op til over 100 kilometer).

Doping af både erbiumioner og ytterbiumioner i den optiske fiberkerne ved anvendelse af mekanismen for ytterbiumioner "effektivt absorberer pumpelys og overfører energi til erbiumioner," opnår OPFAs høje effekt -optiske signalamplifikationsindretninger i 1550nm bølgelængdebåndet, der bryder gennem EDFA.

Nøglefunktioner:Sammenlignet med EDFA har det højere pumpeabsorptionseffektivitet, stærkere høj effekttolerance og højere udgangseffekt.

Porte:

1. Signalindgangsport (IN): Forbindelser til 1550nm signal (svagt eller medium effektsignal) med et bredere indgangseffektområde (-20 til 0DBM) og høj effekttolerance (for at undgå at udbrænde).

2. Signal Output Port (OUT): Udgange høje effekt 1550NM signal (til laserapplikationer eller høj kraftoverførsel), med udgangseffekt, der spænder fra 1W til 1KW (fra Watt til Kilowatt -niveau), hvilket kræver høje effektstik (såsom FC/APC høj effektversion), med forbrændingsbeskyttelse og lyslækageforebyggelse.

3. pumpeport: Flere pumper kan injiceres i kombination for at øge den samlede pumpekraft (kernen i høj effekt). Mainstream pumpe bølgelængder: 808Nm (lave omkostninger) eller 915Nm (høj effektivitet); Enkelt pumpekraft på 5 til 20W, den samlede effekt af flere pumper kan nå over 50W.

4. overvågning/kontrolport: ① Overvåger udgangseffekt og temperatur (for at undgå overophedning); ② Ekstern kontrolmodul til justering af pumpeffekt/gevinst. Overvågningsporten udtrækker 0,1% til 1% af signalet (for at undgå at påvirke høj effekt); Kontrolporten understøtter RS485/Ethernet -protokol.

Driftsprincip:

1. pumpe excitation (ytterbium ion præference) multi - pumpe lasere injicerer pumpelys ved 808nm/915nm gennem "pumpeporten". Ytterbium -ionerne (Yb³⁺) i fiberkernen absorberer fortrinsvis energi og skifter fra jordtilstanden (²f₇/₂) til den ophidsede tilstand (²f₅/₂).

2. Energioverførsel (ytterbium til Erbium) De ophidsede ytterbiumioner udsender ikke direkte fotoner; I stedet overfører de effektivt energi til tilstødende erbiumioner (er³⁺) gennem "ikke - strålende energioverførsel," hvilket giver erbiumionerne mulighed for at overgang fra jordtilstanden (4i₁₅/₂) til en metastabil tilstand (4i₁₃/₂). Dette trin adresserer den lave effektivitet af Erbiumion -direkte absorption af pumpelys i EDFA og undgår energiaffald forårsaget af høje koncentrationer af erbiumioner.

3. Signalforstærkning (Erbiumion -stimuleret emission), der er i overensstemmelse med EDFA: 1550nm signallyset begejstrer metastable erbiumioner til overgang, frigiver frekvens - matchede fotoner for at opnå signalamplifikation. På grund af den stærkere energi, der er overført af Ytterbium -ioner, kan det understøtte højere effektsignaludgang (Watt - niveau / kilowatt - niveau).

Ansøgninger:

1. høj - strømfiberkommunikation, der bruges som en "effektforstærker" til storbyområde -netværk og adgangsnetværk, forbedrer den samlede udgangseffekt for multi - kanalsignaler, såsom i forstæder optiske netværk, der dækker mere end 50 kilometers.

2. industriel - fiberlasere i klasse, der tjener som kerneamplifikationsenheder, output kilowatt - niveau 1550Nm lasere, der bruges til metalskæring (rustfrit stål, aluminiumslegering), svejsning og overfladebehandling (såsom bilproduktion, luftface).

3. medicinsk laserudstyr, der udsender Watt - Lasere på niveau, der bruges til oftalmisk kirurgi (såsom grå stær), dermatologiske behandlinger (såsom pigmenteringsfjernelse, hårfjernelse) - 1550nm bølgelængde har moderat vævsgennemtrængning i human krop med minimal skade.

4. Rumoptisk kommunikation, hvor EYDFA fungerer som jordstationens magtforstærker i satellit - til - jordlaserkommunikation, der udsender høje - strømsignaler til at overvinde atmosfærisk tab, såsom laser datatransmission fra Beidou -satellitter.

5. Inden for videnskabelig forskning, der bruges til laserspektralanalyse, LIDAR (såsom atmosfærisk forurenende overvågning) og som en laserkilde til inertial indeslutningsfusion (ICF).