Tehnička shema L-pojasnog EDFA pojačala

1. Vlakna dopirana erbijem
Erbij je rijedak zemni element s atomskim brojem 68 i atomskom težinom 167,3. Elektronska energetska razina erbijevog iona prikazana je na slici, a prijelaz s niže energetske razine na višu energetsku razinu odgovara procesu apsorpcije svjetlosti. Promjena s više energetske razine na nižu energetsku razinu odgovara procesu emisije svjetlosti.

str. 1

2. EDFA princip

p2

EDFA koristi vlakno dopirano erbijevim ionima kao medij za pojačanje, što stvara inverziju naseljenosti pod svjetlom pumpe. Ostvaruje pojačanje stimuliranog zračenja pod indukcijom signalne svjetlosti.
Erbijevi ioni imaju tri energetske razine. Nalaze se na najnižoj energetskoj razini, E1, kada nisu pobuđeni nikakvom svjetlošću. Kada se vlakno kontinuirano pobuđuje laserom iz 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 neradijativnom procesu prijelaza. Na ovoj energetskoj razini čestice imaju relativno dug vijek preživljavanja. Zbog kontinuiranog pobuđivanja izvora svjetlosti pumpe, broj čestica na energetskoj razini E2 nastavit će se povećavati, a broj čestica na energetskoj razini E1 će se povećavati. Na taj način se ostvaruje raspodjela inverzne naseljenosti u vlaknu dopiranom erbijem i dostupni su 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 prijeći će 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 jakim izlaznim optičkim signalom u vlaknu dopiranom erbijem, ostvarujući izravno pojačanje optičkog signala.

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

p3

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

p4

Uvod u uređaj

1.ROF-EDFA-HP Visokosnažno pojačalo s vlaknima dopiranim erbijem

Parametar Jedinica Min. Tip Maks.
Radni raspon valnih duljina nm 1525.   1565.
Raspon snage ulaznog signala dBm -5   10
Optička snaga izlaza zasićenja dBm     37
Stabilnost izlazne optičke snage zasićenja dB     ±0,3
Indeks šuma @ ulaz 0dBm dB   5,5 6.0
Optička izolacija ulaza dB 30    
Izlazna optička izolacija dB 30    
Gubitak ulaznog povratka dB 40    
Gubitak povratnog signala na izlazu dB 40    
Pojačanje ovisno o polarizaciji dB   0,3 0,5
Disperzija polarizacijskog načina 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 paketa Modul mm

483 × 385 × 88 (2U stalak)

Stolno računalo mm

150×125×35

2.ROF-EDFA-B pojačalo snage s vlaknima dopiranim erbijem

Parametar

Jedinica

Min.

Tip

Maks.

Radni raspon valnih duljina

nm

1525.

 

1565.

Raspon snage izlaznog signala

dBm

-10

   
Malo pojačanje signala

dB

 

30

35

Optički izlazni raspon zasićenja *

dBm

 

17/20/23

 
Šumni pokazatelj **

dB

 

5.0

5,5

Izolacija ulaza

dB

30

   
Izlazna izolacija

dB

30

   
Pojačanje neovisno o polarizaciji

dB

 

0,3

0,5

Disperzija polarizacijskog načina

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

Optička vlakna  

SMF-28

Izlazno sučelje  

FC/APC

Dimenzije

modul

mm

90×70×18

radna površina

mm

320×220×90

           

3. ROF-EDFA-P model pojačala s vlaknima dopiranim erbijem

Parametar

Jedinica

Min.

Tip

Maks.

Radni raspon valnih duljina

nm

1525.

 

1565.

Raspon snage ulaznog signala

dBm

-45

   
Malo pojačanje 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 načina

ps

   

0,3

Curenje ulazne pumpe

dBm

   

-30

Curenje izlazne pumpe

dBm

   

-40

Radni napon

Modul

V

4,75

5

5.25

Stolno računalo

V (AC)

80

 

240

Vrsta vlakana  

SMF-28

Izlazno sučelje  

FC/APC

Veličina paketa

Modul

mm

90*70*18

Stolno računalo

mm

320*220*90