Принсип ва татбиқиТакмилдиҳандаи нахи бо эрбий легиршудаи EDFA
Сохтори асосииEDFAТакмилдиҳандаи нахи бо эрбий легиршуда, ки асосан аз муҳити фаъол (даҳҳо метр нахи кварсии легиршуда, диаметри аслӣ 3-5 микрон, консентратсияи легиршавӣ (25-1000)x10-6), манбаи нури насос (990 ё 1480 нм LD), пайвасткунандаи оптикӣ ва изолятори оптикӣ иборат аст. Нури сигнал ва нури насос метавонанд дар як самт (ҳампаҳнкунӣ), самти муқобил (паҳнкунии баръакс) ё ҳарду самт (паҳнкунии дуҷониба) дар нахи эрбий паҳн шаванд. Вақте ки нури сигнал ва нури насос дар як вақт ба нахи эрбий ворид карда мешаванд, иони эрбий таҳти таъсири нури насос ба сатҳи баланди энергия (системаи сесатҳӣ) ангехта мешавад ва ба зудӣ ба сатҳи метастаблӣ таҷзия мешавад. Вақте ки он таҳти таъсири нури сигнали афтанда ба ҳолати заминӣ бармегардад, фотони мувофиқ ба нури сигнал хориҷ мешавад, то сигнал тақвият ёбад. Спектри партоби стихиявии тақвиятёфта (ASE)-и он дорои паҳнои банди калон (то 20-40 нм) буда, ду қулла дорад, ки мутаносибан ба 1530 нм ва 1550 нм мувофиқат мекунанд.
Бартариҳои асосииТакмилдиҳандаи EDFAИнҳо фоидаи баланд, паҳнои банди калон, қувваи баланди баромад, самаранокии баланди насоскунӣ, талафоти пасти воридкунӣ ва ҳассосият ба ҳолатҳои поляризатсия мебошанд.
Принсипи кори тақвиятдиҳандаи нахи бо эрбий легиршуда
Такмилдиҳандаи нахи бо эрбий легиршуда (Амплифтори оптикии EDFA） асосан аз нахи бо эрбий легиршуда (тақрибан 10-30 м дарозӣ) ва манбаи нури насосӣ иборат аст. Принсипи корӣ дар он аст, ки нахи бо эрбий легиршуда зери таъсири манбаи нури легиршуда (дарозии мавҷ 980 нм ё 1480 нм) радиатсияи ангезишёфтаро ба вуҷуд меорад ва нури легиршуда бо тағирёбии сигнали нури вурудӣ тағйир меёбад, ки ба тақвияти сигнали нури вурудӣ баробар аст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки афзоиши тақвияти нахи бо эрбий легиршуда одатан 15-40 дБ аст ва масофаи релеро метавон беш аз 100 км зиёд кард. Пас, одамон наметавонанд аз худ бипурсанд: чаро олимон фикр карданд, ки эрбийи легиршударо дар тақвияти нах барои афзоиши шиддати мавҷҳои рӯшноӣ истифода баранд? Мо медонем, ки эрбий як унсури нодири замин аст ва унсурҳои нодири замин хусусиятҳои сохтории махсуси худро доранд. Легиркунии унсурҳои нодири замин дар дастгоҳҳои оптикӣ муддати тӯлонӣ барои беҳтар кардани кори дастгоҳҳои оптикӣ истифода мешуд, аз ин рӯ ин омили тасодуфӣ нест. Илова бар ин, чаро дарозии мавҷи манбаи нури насос 980 нм ё 1480 нм интихоб карда мешавад? Дар асл, дарозии мавҷи манбаи нури насос метавонад 520 нм, 650 нм, 980 нм ва 1480 нм бошад, аммо амалия исбот кардааст, ки дарозии мавҷи самаранокии лазерии манбаи нури насос 1480 нм баландтарин аст ва баъд аз он дарозии мавҷи манбаи нури насос 980 нм меояд.
Сохтори ҷисмонӣ
Сохтори асосии тақвиятдиҳандаи нахи бо эрбий легиршуда (Амплификатори оптикии EDFA). Дар охири вуруд ва охири баромад изолятор мавҷуд аст, ки ҳадафи он интиқоли яктарафаи сигнали оптикӣ мебошад. Ангезандаи насос дарозии мавҷи 980nm ё 1480nm дорад ва барои таъмини энергия истифода мешавад. Вазифаи пайвасткунанда пайваст кардани сигнали оптикии вуруд ва нури насос ба нахи бо эрбий легиршуда ва интиқоли энергияи нури насос ба сигнали оптикии вуруд тавассути амали нахи бо эрбий легиршуда мебошад, то тақвияти энергияи сигнали оптикии вуруд амалӣ карда шавад. Барои ба даст овардани қувваи оптикии баромади баландтар ва индекси садои пасттар, тақвиятдиҳандаи нахи бо эрбий легиршуда, ки дар амал истифода мешавад, сохтори ду ё зиёда манбаъҳои насосро бо изоляторҳо дар мобайн барои ҷудо кардани якдигар қабул мекунад. Барои ба даст овардани каҷи васеътар ва ҳамвортари афзоиш, филтри ҳамворкунандаи афзоиш илова карда мешавад.
EDFA аз панҷ қисми асосӣ иборат аст: нахи бо эрбий легиршуда (EDF), пайвасткунандаи оптикӣ (WDM), изолятори оптикӣ (ISO), филтри оптикӣ ва таъминоти насосӣ. Манбаъҳои маъмулан истифодашавандаи насосҳо 980nm ва 1480nm-ро дар бар мегиранд ва ин ду манбаи насос самаранокии баландтари насосӣ доранд ва бештар истифода мешаванд. Коэффитсиенти садои манбаи нури насоси 980nm пасттар аст; Манбаи нури насоси 1480nm самаранокии баландтари насосӣ дорад ва метавонад қувваи баромади бештарро ба даст орад (тақрибан 3dB аз манбаи нури насоси 980nm баландтар).
бартарӣ
1. Дарозии мавҷи корӣ бо тирезаи камшавии ҳадди ақали нахи оптикӣ ягона-реҷа мувофиқ аст.
2. Самаранокии баланди пайвастшавӣ. Азбаски он як тақвиятдиҳандаи нахи оптикӣ аст, пайвастшавӣ бо нахи интиқол осон аст.
3. Самаранокии баланди табдили энергия. Ҳаҷми аслии EDF нисбат ба нахи интиқол хурдтар аст ва нури сигнал ва нури насос дар EDF ҳамзамон интиқол дода мешаванд, аз ин рӯ иқтидори оптикӣ хеле мутамарказ аст. Ин таъсири мутақобилаи байни рӯшноӣ ва иони Er муҳити тақвиятро хеле пур мекунад, ки бо дарозии мувофиқи нахи бо эрбий омехташуда якҷоя карда шудааст, аз ин рӯ самаранокии табдили энергияи рӯшноӣ баланд аст.
4. Фоидаи баланд, индекси садои паст, қувваи баромади калон, таъсири мутақобилаи паст байни каналҳо.
5. Хусусиятҳои устувори афзоиш: EDFA ба ҳарорат ҳассос нест ва афзоиш бо поляризатсия робитаи кам дорад.
6. Хусусияти афзоиш аз суръати бити система ва формати додаҳо мустақил аст.
камбудӣ
1. Таъсири ғайрихаттӣ: EDFA қувваи оптикиро бо зиёд кардани қувваи оптикии воридшуда ба нах тақвият медиҳад, аммо ҳар қадар калонтар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст. Вақте ки қувваи оптикӣ то андозае зиёд карда мешавад, таъсири ғайрихаттии нахи оптикӣ ба вуҷуд меояд. Аз ин рӯ, ҳангоми истифодаи тақвиятдиҳандаҳои нахи оптикӣ, бояд ба арзиши назорати қувваи воридшавии нахи оптикии якканалӣ диққат дод.
2. Диапазони дарозии мавҷҳои афзоишёбанда собит аст: диапазони дарозии мавҷи кории EDFA-диапазони C 1530nm ~ 1561nm аст; Диапазони дарозии мавҷи кории EDFA-диапазони L 1565nm ~ 1625nm аст.
3. Паҳнои банди нобаробари афзоиш: Паҳнои банди афзоиши тақвиятдиҳандаи нахи эрбий бо EDFA хеле васеъ аст, аммо спектри афзоиши худи EDF ҳамвор нест. Барои ҳамвор кардани афзоиш дар системаи WDM филтри ҳамворкунандаи афзоиш бояд истифода шавад.
4. Мушкилоти шиддати рӯшноӣ: Вақте ки масири рӯшноӣ муқаррарӣ аст, ионҳои эрбий, ки аз нури насос ба вуҷуд меоянд, аз ҷониби нури сигнал бурда мешаванд ва бо ин васила тақвияти нури сигнал ба анҷом мерасад. Агар нури вурудӣ бурида шавад, зеро ионҳои эрбийи метастабдор ҷамъ мешаванд, пас аз барқарор шудани нури сигнал, энергия ҷаҳиш мекунад ва боиси шиддати рӯшноӣ мегардад.
5. Роҳи ҳалли шиддати оптикӣ ин амалӣ кардани функсияи кам кардани қувваи оптикии худкор (APR) ё хомӯш кардани қувваи оптикии худкор (APSD) дар EDFA мебошад, яъне EDFA ҳангоми набудани чароғи вурудӣ қувваи барқро ба таври худкор кам мекунад ё қувваи барқро ба таври худкор хомӯш мекунад ва бо ин васила пайдоиши падидаи шиддатро пахш мекунад.
Реҷаи барнома
1. Амплификатори пурқувваткунанда барои баланд бардоштани қувваи сигналҳои мавҷи сершумор пас аз мавҷи пурқувват ва сипас интиқоли онҳо истифода мешавад. Азбаски қувваи сигнал пас аз мавҷи пурқувват одатан калон аст, индекси садо ва афзоиши пурқуввати қувва чандон баланд нест. Қувваи баромади нисбатан калон дорад.
2. Такмилдиҳандаи хатӣ, баъд аз Такмилдиҳандаи қувваӣ, барои ҷуброни даврии талафоти интиқоли хатӣ истифода мешавад, ки одатан индекси нисбатан ками садо ва қувваи оптикии баромади калонро талаб мекунад.
3. Пешакӣ пурқувваткунанда: Пеш аз тақсимкунанда ва баъд аз пурқувваткунандаи хатӣ, он барои пурқувват кардани сигнал ва беҳтар кардани ҳассосияти қабулкунанда истифода мешавад (дар сурате, ки таносуби оптикии сигнал ба садо (OSNR) ба талабот ҷавобгӯ бошад, қувваи вурудии калонтар метавонад садои худи қабулкунандаро пахш кунад ва ҳассосияти қабулкунандаро беҳтар созад) ва индекси садо хеле хурд аст. Ба қувваи баромад талаботи зиёд вуҷуд надорад.
Вақти нашр: 17 марти соли 2025