Cosa sono EDFA e EYDFA?

L'EDFA è un dispositivo ottico attivo che amplifica segnali ottici di 1550 nm deboli drogando il nucleo di una fibra ottica con elemento di terra rara "erbio (ER)", utilizzando l'effetto di emissione stimolato degli ioni Erbio.

Caratteristiche chiave:basso rumore, alto guadagno, larghezza di banda ampia

Porte:

1. Porta di ingresso del segnale (IN): collegare il segnale debole 1550nm che deve essere amplificato (come il segnale dopo la perdita di trasmissione in fibra ottica o il segnale debole prima del ricevitore). La potenza di input è in genere da -30 a -10 dBm e deve corrispondere al tipo di fibra ottica (ad es. SMF -28).

2. Porta di uscita del segnale (OUT): uscite il segnale di 1550 nm amplificato (per la successiva trasmissione o ricezione). La potenza di uscita è in genere compresa tra 0 e 20 dbm (livello di milliwatt), con un design a bassa riflessione (per evitare l'interferenza di ritorno del segnale).

3. Porta della pompa: si collega al laser della pompa per fornire energia di eccitazione per gli ioni Erbio (porta di ingresso dell'energia centrale). Lunghezze d'onda della pompa principale: 980 nm (basso rumore) o 1480 nm (guadagno elevato); Potenza della pompa 100 ~ 500MW.

3 La potenza di uscita è molto inferiore al segnale principale (di solito -20 ~ -10dbm), che non influisce sulla trasmissione del segnale principale.

Principio operativo:

1. Eccitazione della pompa (iniezione di energia) Il laser della pompa inietta 980nm/1480nm Luce della pompa attraverso la "porta della pompa", e gli ioni ER³⁺ nello studio del nucleo assorbono l'energia di pompaggio, passando dallo stato fondamentale (4i₁₅/₂) a uno stato di energia elevato alti -.

2. Inversione della popolazione (condizione per l'amplificazione) Gli ioni Energy Ergnal alti - sono altamente instabili e vanno rapidamente in uno stato metastabile (4i₁₃/₂) tramite "non- transizioni radiative" (con una durata di circa 10 ms, permettendo per lunghi - retenzione); Quando il numero di ioni ER³⁺ nello stato metastabile supera significativamente quello degli ioni statali a terra, si verifica una "inversione della popolazione" (una condizione centrale per l'amplificazione ottica).

3. Amplificazione del segnale (emissione stimolata) La luce del segnale da 1550 Nm che deve essere amplificata entra nella fibra drogata di Erbium - attraverso la "porta di input". L'energia dei fotoni della luce del segnale corrisponde perfettamente all'energia di transizione dallo stato metastabile allo stato fondamentale degli ioni ER³⁺, eccitando gli ioni ER³⁺ metastabili per tornare rapidamente allo stato fondamentale e rilasciare nuovi fotoni che sono identici in frequenza, fase e polarizzazione alla luce del segnale; Questi nuovi fotoni si combinano in modo superconducente con la luce del segnale originale, raggiungendo "amplificazione esponenziale" della potenza del segnale, che alla fine viene emessa attraverso la "porta di uscita".

Applicazioni:

1. Long - Network Backbone di comunicazione in fibra ottica a distanza, fungendo da "amplificatore di linea", distribuito in cavi ottici intercity e transoceanici per compensare l'attenuazione del segnale.

2. Terminale di comunicazione in fibra ottica, in cui la fine del ricevitore funge da amplificatore pre - per amplificare segnali deboli, migliorando la sensibilità ricevente delle stazioni di base mobile e dei modem ottici.

3. Nei sistemi CATV (televisione via cavo), amplificando i segnali televisivi nella gamma di lunghezze d'onda di 1550 nm per raggiungere la copertura per centinaia di chilometri, evitando il degrado della qualità dell'immagine dovuta all'attenuazione.

4. Sistemi di rilevamento delle fibre ottiche, amplificando segnali ottici deboli da sensori di deformazione e temperatura, come il monitoraggio temporale reale - di ponti e condotte di petrolio e gas, estendendo la distanza di rilevamento (fino a oltre 100 chilometri).

Doping sia gli ioni erbio che ioni di itterbio nel nucleo della fibra ottica, utilizzando il meccanismo degli ioni itterbio "assorbendo in modo efficiente la luce della pompa e trasferendo l'energia sugli ioni Erbio", ottiene ad alta potenza la potenza di amplificazione del segnale ottico nei dispositivi di amplificazione del segnale ottico nei dispositivi di amplificazione del segnale ottico ad alta potenza nei dispositivi di amplificazione del segnale ottico ad alta potenza.

Caratteristiche chiave:Rispetto all'EDFA, ha una maggiore efficienza di assorbimento della pompa, una più forte tolleranza ad alta potenza e una maggiore potenza di uscita.

Porte:

1. Porta di ingresso del segnale (IN): si collega al segnale da 1550 nm (segnale di potenza debole o medio), con un intervallo di alimentazione di ingresso più ampio (da -20 a 0dbm) e tolleranza ad alta potenza (per evitare di bruciare).

2. Porta di uscita del segnale (OUT): uscite segnale da 1550 nm ad alta potenza (per applicazioni laser o trasmissione ad alta potenza), con potenza di uscita che varia da 1W a 1KW (da watt a livello di kilowatt), che richiede connettori ad alta potenza (come versione FC/APC ad alta potenza), con protezione da ustioni e prevenzione delle perdite di luce.

3. Porta della pompa: possono essere iniettate più pompe in combinazione per aumentare la potenza totale della pompa (il nucleo della potenza ad alta potenza). Lunghezze d'onda della pompa mainstream: 808nm (a basso costo) o 915 nm (alta efficienza); Potenza a pompa singola da 5 a 20 W, la potenza totale di più pompe può raggiungere oltre 50 W.

4. Porta di monitoraggio/controllo: ① monitora l'alimentazione e la temperatura di uscita (per evitare il surriscaldamento); ② Modulo di controllo esterno per la regolazione dell'alimentazione/guadagno della pompa. La porta di monitoraggio estrae dallo 0,1% all'1% del segnale (per evitare di influenzare un'uscita di potenza elevata); La porta di controllo supporta il protocollo RS485/Ethernet.

Principio operativo:

1. Eccitazione della pompa (preferenza ionica di ytterbium) Multi - Laser Pump Inject Pump Light a 808nm/915nm attraverso la "porta della pompa". Gli ioni ytterbio (yb³⁺) nel nucleo della fibra assorbono preferibilmente l'energia, passando dallo stato fondamentale (²f₇/₂) allo stato eccitato (²f₅/₂).

2. Trasferimento di energia (itterbio su erbio) Gli ioni di itterbio eccitati non emettono direttamente i fotoni; Invece, trasferiscono in modo efficiente l'energia agli ioni erbio adiacenti (er³⁺) attraverso "non- trasferimento di energia radiativa", consentendo agli ioni Erbio di passare dallo stato fondamentale (4i₁₅/₂) a uno stato metastabile (4i₁₃/₂). Questo passaggio affronta la bassa efficienza dell'assorbimento diretto di ioni erbio della luce della pompa nell'EDFA ed evita i rifiuti di energia causati da alte concentrazioni di ioni erbio.

3. Amplificazione del segnale (emissione stimolata da ioni erbio) coerente con EDFA: la luce del segnale da 1550NM eccita ioni erbio metastabili alla transizione, rilasciando la frequenza - fotoni corrispondenti per ottenere l'amplificazione del segnale. A causa della più forte energia trasferita dagli ioni yttebium, può supportare un output del segnale di alimentazione più elevato (watt - livello / kilowatt - livello).

Applicazioni:

1. High - comunicazione in fibra di potenza, utilizzata come "amplificatore di potenza" per le reti di area metropolitana e le reti di accesso, migliora la potenza di output totale dei segnali di canale multi -, come nelle reti ottiche suburbane che coprono più di 50 chilometri.

2. Laser di fibra di grado - industriali, fungendo da dispositivi di amplificazione centrale, output Kilowatt - Laser di livello 1550nm utilizzati per il taglio dei metalli (acciaio inossidabile, lega di alluminio), saldatura e trattamento superficiale (come produzione automobilistica, aerospaziale).

3. Attrezzatura laser medica, output watt - Laser di livello usato per la chirurgia oftalmica (come il trattamento con cataratta), trattamenti dermatatologici (come rimozione della pigmentazione, rimozione dei capelli) - La lunghezza d'onda di 1550 nm ha una moderata penetrazione del tessuto nel corpo umano con danni al minimo.

4. Comunicazione ottica dello spazio, in cui Eydfa agisce come amplificatore di potenza della stazione di terra in satellite - a - comunicazioni laser a terra, che producono segnali di potenza - per superare la perdita atmosferica, come la trasmissione dei dati laser da satilliti di Beidou.

5. Nel campo della ricerca scientifica, utilizzata per l'analisi spettrale laser, Lidar (come il monitoraggio degli inquinanti atmosferici) e come fonte di guida laser per la fusione inerziale di confinamento (ICF).