L-band EDFA versterkerstelsel tegniese skema

1. Erbium-gedoteerde vesel
Erbium is 'n seldsame aardelement met 'n atoomgetal van 68 en 'n atoomgewig van 167.3. Die erbiumioon se elektroniese energievlak word in die figuur getoon, en die oorgang van die laer energievlak na die boonste energievlak stem ooreen met die absorpsieproses van lig. Die verandering van die boonste energievlak na die laer energievlak stem ooreen met die liguitstralingsproses.

p1

2. EDFA-beginsel

p2

EDFA gebruik erbiumioon-gedoteerde vesel as die versterkingsmedium, wat populasie-inversie onder pomplig veroorsaak. Dit bewerkstellig gestimuleerde stralingsversterking onder die induksie van seinlig.
Erbiumione het drie energievlakke. Hulle is op die laagste energievlak, E1, wanneer hulle nie deur enige lig opgewek word nie. Wanneer die vesel voortdurend deur die pompligbronlaser opgewek word, kry die deeltjies in die grondtoestand energie en gaan oor na 'n hoër energievlak. Soos die oorgang van E1 na E3, omdat die deeltjie onstabiel is by die hoë energievlak van E3, sal dit vinnig na die metastabiele toestand E2 val in 'n nie-stralende oorgangsproses. Op hierdie energievlak het die deeltjies 'n relatief lang oorlewingslewe. As gevolg van die voortdurende opwekking van die pompligbron, sal die aantal deeltjies op die E2-energievlak aanhou toeneem, en die aantal deeltjies op die E1-energievlak sal toeneem. Op hierdie manier word die populasie-inversieverspreiding in die erbium-gedoteerde vesel gerealiseer, en die voorwaardes vir die aanleer van optiese versterking is beskikbaar.
Wanneer die insetsein se fotonenergie E=hf presies gelyk is aan die energievlakverskil tussen E2 en E1, E2-E1=hf, sal die deeltjies in die metastabiele toestand oorgaan na die grondtoestand E1 in die vorm van gestimuleerde straling. Die straling en die insetfotone in die sein is identies aan die fotone, wat die aantal fotone aansienlik verhoog, wat die insetoptiese sein 'n sterk uitsetoptiese sein in die erbium-gedoteerde vesel maak, wat die direkte versterking van die optiese sein bewerkstellig.

2. Stelseldiagram en basiese toestelinleiding
2.1. Die skematiese diagram van die L-band optiese vesel versterkerstelsel is soos volg:

p3

2.2. Die skematiese diagram van die ASE-ligbronstelsel vir spontane emissie van erbium-gedoteerde vesel is soos volg:

p4

Toestelinleiding

1.ROF -EDFA -HP Hoë-krag Erbium Gedoteerde Veselversterker

Parameter Eenheid Min. Tipe Maks
Bedryfsgolflengtebereik nm 1525   1565
Insetsein-kragbereik dBm -5   10
Versadigingsuitset optiese krag dBm     37
Versadigingsuitset optiese kragstabiliteit dB     ±0.3
Geraasindeks @ invoer 0dBm dB   5.5 6.0
Invoer optiese isolasie dB 30    
Uitset optiese isolasie dB 30    
Invoer-terugkeerverlies dB 40    
Uitset-terugkeerverlies dB 40    
Polarisasie-afhanklike wins dB   0.3 0.5
Polarisasiemodus-verspreiding ps     0.3
Invoerpomp lek dBm     -30
Uitsetpomp lek dBm     -30
Bedryfspanning V(WS) 80   240
Veseltipe  

SMF-28

Uitvoer-koppelvlak  

FC/APC

Kommunikasie-koppelvlak  

RS232

Pakketgrootte Module mm

483×385×88 (2U-rak)

Rekenaar mm

150×125×35

2.ROF -EDFA -B erbium-gedoteerde veselkragversterker

Parameter

Eenheid

Min.

Tipe

Maks

Bedryfsgolflengtebereik

nm

1525

 

1565

Uitsetsein kragbereik

dBm

-10

   
Klein seinwins

dB

 

30

35

Versadiging optiese uitvoerbereik *

dBm

 

17/20/23

 
Geraassyfer **

dB

 

5.0

5.5

Invoerisolasie

dB

30

   
Uitset-isolasie

dB

30

   
Polarisasie-onafhanklike wins

dB

 

0.3

0.5

Polarisasiemodus-verspreiding

ps

   

0.3

Invoerpomp lek

dBm

   

-30

Uitsetpomp lek

dBm

   

-40

Bedryfspanning

module

V

4.75

5

5.25

lessenaar

V(WS)

80

 

240

Optiese vesel  

SMF-28

Uitvoer-koppelvlak  

FC/APC

Afmetings

module

mm

90×70×18

lessenaar

mm

320×220×90

           

3. ROF -EDFA -P model Erbium gedoteerde veselversterker

Parameter

Eenheid

Min.

Tipe

Maks

Bedryfsgolflengtebereik

nm

1525

 

1565

Insetsein-kragbereik

dBm

-45

   
Klein seinwins

dB

 

30

35

Versadiging optiese kraguitsetbereik *

dBm

 

0

 
Geraasindeks **

dB

 

5.0

5.5

Invoer optiese isolasie

dB

30

   
Uitset optiese isolasie

dB

30

   
Polarisasie-afhanklike wins

dB

 

0.3

0.5

Polarisasiemodus-verspreiding

ps

   

0.3

Invoerpomp lek

dBm

   

-30

Uitsetpomp lek

dBm

   

-40

Bedryfspanning

Module

V

4.75

5

5.25

Rekenaar

V(WS)

80

 

240

Veseltipe  

SMF-28

Uitvoerkoppelvlak  

FC/APC

Pakketgrootte

Module

mm

90*70*18

Rekenaar

mm

320*220*90