Tehnička shema L-pojasnog EDFA sustava pojačala

1. Vlakno dopirano erbijem
Erbij je element rijetke zemlje s atomskim brojem 68 i atomskom težinom 167,3. Elektronska energetska razina erbijevog iona prikazana je na slici, a prijelaz s niže na višu energetsku razinu odgovara procesu apsorpcije svjetlosti. Promjena s gornje razine energije na nižu razinu energije odgovara procesu emisije svjetlosti.

p1

2. EDFA princip

p2

EDFA koristi vlakna dopirana ionima erbija kao medij za pojačanje, koji proizvodi inverziju naseljenosti pod svjetlom pumpe. Ostvaruje stimulirano pojačanje zračenja pod indukcijom signalnog svjetla.
Erbijevi ioni imaju tri energetske razine. Oni su na najnižoj energetskoj razini, E1, kada nisu pobuđeni nikakvim svjetlom. Kada se vlakno kontinuirano pobuđuje laserom izvora svjetlosti pumpe, čestice u osnovnom stanju dobivaju energiju i prelaze na višu energetsku razinu. Kao što je prijelaz iz E1 u E3, budući da je čestica nestabilna na visokoj energetskoj razini E3, brzo će pasti u metastabilno stanje E2 u procesu nezračenja. Na ovoj energetskoj razini čestice imaju relativno dug životni vijek. Zbog kontinuirane pobude izvora svjetla pumpe, broj čestica na energetskoj razini E2 će se i dalje povećavati, a broj čestica na energetskoj razini E1 će se povećavati. Na taj način se ostvaruje distribucija inverzije naseljenosti u vlaknu dopiranom erbijem, te su dostupni uvjeti za učenje optičkog pojačanja.
Kada je energija fotona ulaznog signala E=hf točno jednaka razlici energetskih razina između E2 i E1, E2-E1=hf, čestice u metastabilnom stanju će prijeći u osnovno stanje E1 u obliku stimuliranog zračenja. Zračenje i ulazni fotoni u signalu identični su fotonima, čime se značajno povećava broj fotona, čineći ulazni optički signal snažnim izlaznim optičkim signalom u vlaknu dopiranom erbijem, ostvarujući izravno pojačanje optičkog signala .

2. Dijagram sustava i uvod u osnovni uređaj
2.1. Shematski dijagram L-pojasnog sustava pojačala s optičkim vlaknima je sljedeći:

p3

2.2. Shematski dijagram ASE sustava izvora svjetlosti za spontanu emisiju vlakana dopiranih erbijem je sljedeći:

p4

Predstavljanje uređaja

1.ROF -EDFA -HP vlaknasto pojačalo velike snage dopirano erbijem

Parametar Jedinica Min Tip Maks
Raspon radnih valnih duljina nm 1525   1565
Raspon snage ulaznog signala dBm -5   10
Izlazna optička snaga zasićenja dBm     37
Stabilnost izlazne optičke snage zasićenja dB     ±0,3
Indeks buke @ ulaz 0dBm dB   5.5 6.0
Optička izolacija ulaza dB 30    
Izlazna optička izolacija dB 30    
Ulazni povratni gubitak dB 40    
Izlazni povratni gubitak dB 40    
Pojačanje ovisno o polarizaciji dB   0.3 0,5
Disperzija polarizacijskog moda ps     0.3
Curenje ulazne pumpe dBm     -30
Curenje izlazne pumpe dBm     -30
Radni napon V(AC) 80   240
Vrsta vlakana  

SMF-28

Izlazno sučelje  

FC/APC

Komunikacijsko sučelje  

RS232

Veličina pakiranja Modul mm

483×385×88 (2U stalak)

Radna površina mm

150×125×35

2.ROF -EDFA -B vlaknasto pojačalo dopirano erbijem

Parametar

Jedinica

Min

Tip

Maks

Raspon radnih valnih duljina

nm

1525

 

1565

Raspon snage izlaznog signala

dBm

-10

   
Mali dobitak signala

dB

 

30

35

Optički izlazni raspon zasićenja *

dBm

 

17/20/23

 
Broj buke **

dB

 

5.0

5.5

Ulazna izolacija

dB

30

   
Izlazna izolacija

dB

30

   
Polarizacija neovisno pojačanje

dB

 

0.3

0,5

Disperzija polarizacijskog moda

ps

   

0.3

Curenje ulazne pumpe

dBm

   

-30

Curenje izlazne pumpe

dBm

   

-40

Radni napon

modul

V

4.75

5

5.25

radna površina

V(AC)

80

 

240

Optičko vlakno  

SMF-28

Izlazno sučelje  

FC/APC

Dimenzije

modul

mm

90×70×18

radna površina

mm

320×220×90

           

3. ROF -EDFA -P model Vlaknasto pojačalo dopirano erbijem

Parametar

Jedinica

Min

Tip

Maks

Raspon radnih valnih duljina

nm

1525

 

1565

Raspon snage ulaznog signala

dBm

-45

   
Mali dobitak signala

dB

 

30

35

Raspon izlazne optičke snage zasićenja *

dBm

 

0

 
Indeks buke **

dB

 

5.0

5.5

Optička izolacija ulaza

dB

30

   
Izlazna optička izolacija

dB

30

   
Pojačanje ovisno o polarizaciji

dB

 

0.3

0,5

Disperzija polarizacijskog moda

ps

   

0.3

Curenje ulazne pumpe

dBm

   

-30

Curenje izlazne pumpe

dBm

   

-40

Radni napon

Modul

V

4.75

5

5.25

Radna površina

V(AC)

80

 

240

Vrsta vlakana  

SMF-28

Izlazno sučelje  

FC/APC

Veličina pakiranja

Modul

mm

90*70*18

Radna površina

mm

320*220*90