EDFA erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچنىڭ پرىنسىپى ۋە قوللىنىلىشى

پرىنسىپ ۋە قوللىنىشEDFA erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچ

ئاساسىي قۇرۇلماEDFAerbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچ ، ئۇ ئاساسلىقى ئاكتىپ ۋاسىتە (ئۇزۇنلۇقى ئون نەچچە مېتىر ئۇزۇنلۇقتىكى دوپپا كۋارتس تالاسى ، يادرولۇق دىئامېتىرى 3-5 مىكروون ، دوپپا قويۇقلۇقى (25-1000) x10-6) ، پومپا نۇر مەنبەسى (990 ياكى 1480nm LD) ، ئوپتىكىلىق تۇتاشتۇرغۇچ ۋە ئوپتىكىلىق ئايرىغۇچتىن تەركىب تاپقان. سىگنال چىرىغى ۋە پومپا چىرىغى ئوخشاش يۆنىلىشتە (ئورتاق پومپا) ، قارشى يۆنىلىشتە (تەتۈر پومپىدا) ياكى ئېربىي تالاسىدىكى ئىككى يۆنىلىشتە (قوش يۆنىلىشلىك پومپىدا) تارقىلىدۇ. سىگنال چىرىغى ۋە پومپا چىرىغى بىرلا ۋاقىتتا ئېربىي تالاغا ئوكۇل قىلىنغاندا ، ئېربىي ئىئون پومپا چىرىغىنىڭ تەسىرىدە يۇقىرى ئېنېرگىيە سەۋىيىسىگە (ئۈچ دەرىجىلىك سىستېما) ھاياجانلىنىپ ، ئۇزۇن ئۆتمەيلا چىرىش دەرىجىسىگە چۈشۈپ قالىدۇ. ئۇ ۋەقە سىگنال چىرىغىنىڭ ھەرىكىتى ئاستىدا يەر يۈزىگە قايتىپ كەلگەندە ، سىگنال چىرىغىغا ماس كېلىدىغان فوتون قويۇپ بېرىلىپ ، سىگنال كۈچەيتىلىدۇ. ئۇنىڭ كۈچەيتىلگەن ئۆزلۈكىدىن قويۇپ بېرىلىشى (ASE) سپېكترى كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى (20-40nm غا يېتىدۇ) بولۇپ ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1530nm ۋە 1550nm غا يېتىدۇ.

ئاساسلىق ئەۋزەللىكىEDFA كۈچەيتكۈچيۇقىرى پايدا ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، چىقىرىش قۇۋۋىتى يۇقىرى ، پومپىنىڭ يۇقىرى ئۈنۈمى ، قىستۇرۇشنىڭ تۆۋەن بولۇشى ۋە قۇتۇپلىشىش ھالىتىگە بولغان سەزگۈرلۈكى قاتارلىقلار.

ئېربىي دوپپا تالا كۈچەيتكۈچنىڭ خىزمەت پرىنسىپى

Erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچ （EDFA ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچMainly ئاساسلىقى ئېربىي دوپپا تالا (ئۇزۇنلۇقى 10-30 مېتىر) ۋە پومپا نۇر مەنبەسىدىن تەركىب تاپقان. خىزمەت پرىنسىپى شۇكى ، ئېربىي دوپپا تالا پومپىسى نۇر مەنبەسى (دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 980nm ياكى 1480nm) نىڭ تەسىرىدە غىدىقلانغان رادىئاتسىيە ھاسىل قىلىدۇ ، كىرگۈزۈلگەن نۇر سىگنالىنىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن رادىئاتسىيە نۇر ئۆزگىرىدۇ ، بۇ كىرگۈزۈش نۇر سىگنالىنى كۈچەيتكەنگە باراۋەر. نەتىجىدە كۆرسىتىلىشىچە ، Erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچنىڭ پايدىسى ئادەتتە 15-40db بولۇپ ، يەتكۈزۈش ئارىلىقىنى 100 كىلومىتىردىن ئاشۇرغىلى بولىدۇ. شۇڭا ، كىشىلەر سورىماي تۇرالمايدۇ: ئالىملار نېمىشقا نۇر دولقۇنىنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن تالا كۈچەيتكۈچتە دوپپا ئېربىي ئىشلىتىشنى ئويلىدى؟ بىز بىلىمىز ، ئېربىي ئاز ئۇچرايدىغان يەر ئېلېمېنتى ، ئاز ئۇچرايدىغان يەر ئېلېمېنتلىرى ئالاھىدە قۇرۇلما ئالاھىدىلىكىگە ئىگە. ئوپتىكىلىق ئۈسكۈنىلەردە كەم ئۇچرايدىغان توپا ئېلېمېنتلىرىنى ئىشلىتىش ئۇزۇندىن بۇيان ئوپتىكىلىق ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن ، شۇڭا بۇ تاسادىپىي ئامىل ئەمەس. بۇنىڭدىن باشقا ، نېمە ئۈچۈن پومپا نۇر مەنبەسىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 980nm ياكى 1480nm دا تاللىنىدۇ؟ ئەمەلىيەتتە ، پومپا نۇر مەنبەسىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 520nm ، 650nm ، 980nm ۋە 1480nm بولىدۇ ، ئەمما ئەمەلىيەت شۇنى ئىسپاتلىدىكى ، 1480nm لىق پومپا نۇر مەنبەسى لازېر ئۈنۈمىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئەڭ يۇقىرى ، ئۇنىڭدىن قالسا دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 980nm.

فىزىكىلىق قۇرۇلما

Erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچنىڭ ئاساسىي قۇرۇلمىسى （EDFA ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچ）. كىرگۈزۈش ئۇچى ۋە چىقىرىش ئۇچىدا ئايرىغۇچ بار ، مەقسەت ئوپتىكىلىق سىگنالنى تاق يۆنىلىشلىك يەتكۈزۈش. پومپى ھاياجانلاندۇرغۇچىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 980nm ياكى 1480nm بولۇپ ، ئېنېرگىيە بىلەن تەمىنلەشكە ئىشلىتىلىدۇ. تۇتاشتۇرغۇچنىڭ ئىقتىدارى كىرگۈزۈش ئوپتىكىلىق سىگنال بىلەن پومپا نۇرىنى ئېربىي دوپپا تالاغا بىرلەشتۈرۈش ھەمدە پومپى نۇرنىڭ ئېنېرگىيىسىنى ئېربىي دوپپا تالانىڭ ھەرىكىتى ئارقىلىق كىرگۈزۈش ئوپتىكىلىق سىگنالغا يۆتكەش ، كىرگۈزۈش ئوپتىكىلىق سىگنالنىڭ ئېنېرگىيە كۈچەيتىلىشىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش. تېخىمۇ يۇقىرى چىقىرىش ئوپتىكىلىق قۇۋۋەت ۋە تۆۋەن شاۋقۇن كۆرسەتكۈچىگە ئېرىشىش ئۈچۈن ، ئەمەلىيەتتە ئىشلىتىلگەن Erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچ ئىككى ياكى ئۇنىڭدىن ئارتۇق پومپا مەنبەسىنىڭ قۇرۇلمىسىنى قوبۇل قىلىپ ، ئوتتۇرىدىكى ئايرىغۇچ بىلەن بىر-بىرىنى ئايرىۋېتىدۇ. تېخىمۇ كەڭ ۋە تەكشى پايدا ئەگرى سىزىقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ، پايدا تەكشى سۈزگۈچ قوشۇلدى.

EDFA بەش چوڭ بۆلەكنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: Erbium-doped تالا (EDF) ، ئوپتىك تالا (WDM) ، ئوپتىكىلىق ئايرىغۇچ (ISO) ، ئوپتىك سۈزگۈچ ۋە پومپا تەمىنلەش. كۆپ ئىشلىتىلىدىغان پومپا مەنبەسى 980nm ۋە 1480nm نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇ ئىككى پومپا مەنبەسىنىڭ پومپىنىڭ ئۈنۈمى يۇقىرى بولۇپ ، تېخىمۇ كۆپ ئىشلىتىلىدۇ. 980nm لىق پومپا نۇر مەنبەسى شاۋقۇن كوئېففىتسېنتى تۆۋەنرەك. 1480nm لىق پومپا نۇر مەنبەسىنىڭ پومپىنىڭ ئۈنۈمى تېخىمۇ يۇقىرى بولۇپ ، تېخىمۇ چوڭ چىقىرىش قۇۋۋىتىگە ئېرىشەلەيدۇ (980nm لىق پومپا يورۇقلۇق مەنبەسىدىن تەخمىنەن 3dB يۇقىرى).

ئەۋزەللىكى

1. مەشغۇلات دولقۇنىنىڭ ئۇزۇنلۇقى يەككە ھالەتتىكى تالانىڭ ئەڭ تۆۋەن قويۇقلىشىش كۆزنىكى بىلەن بىردەك.

2. يۇقىرى تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى. ئۇ تالا كۈچەيتكۈچ بولغاچقا ، يەتكۈزۈش تالاسى بىلەن تۇتاشتۇرۇش ئاسان.

3. يۇقىرى ئېنېرگىيە ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى. EDF نىڭ يادروسى يەتكۈزۈش تالاسىنىڭكىدىن كىچىك بولۇپ ، سىگنال چىرىغى ۋە پومپا چىرىغى EDF دا بىرلا ۋاقىتتا تارقىتىلىدۇ ، شۇڭا ئوپتىكىلىق سىغىمچانلىقى ئىنتايىن مەركەزلەشكەن. بۇ يورۇقلۇق بىلەن ئېرىشىدىغان ئوتتۇرا ئېر ئىئوننىڭ ئۆز-ئارا تەسىر قىلىشىنى ئىنتايىن تولۇق قىلىدۇ ، ماس كېلىدىغان ئۇزۇنلۇقتىكى ئېربىي دوپپا تالا بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن ، شۇڭا نۇر ئېنېرگىيىسىنىڭ ئايلىنىش ئۈنۈمى يۇقىرى بولىدۇ.

4. يۇقىرى پايدا ، تۆۋەن شاۋقۇن كۆرسەتكۈچى ، چوڭ چىقىرىش قۇۋۋىتى ، قاناللار ئارا ئۆتۈشمە يول.

5. مۇقىم پايدا ئېلىش ئالاھىدىلىكى: EDFA تېمپېراتۇرىغا سەزگۈر ئەمەس ، پايدانىڭ قۇتۇپلىشىشى بىلەن ئانچە مۇناسىۋىتى يوق.

6. پايدا ئېلىش ئىقتىدارى سىستېما بىت نىسبىتى ۋە سانلىق مەلۇمات فورماتىدىن مۇستەقىل.

كەمچىل

1. سىزىقسىز ئۈنۈم: EDFA تالاغا ئوكۇل قىلىنغان ئوپتىكىلىق قۇۋۋەتنى ئاشۇرۇش ئارقىلىق ئوپتىكىلىق قۇۋۋەتنى كۈچەيتىدۇ ، ئەمما قانچە چوڭ بولسا شۇنچە ياخشى. ئوپتىكىلىق قۇۋۋەت مەلۇم دەرىجىدە يۇقىرى كۆتۈرۈلگەندە ، ئوپتىك تالانىڭ سىزىقسىز ئۈنۈمى ھاسىل بولىدۇ. شۇڭلاشقا ، ئوپتىك تالا كۈچەيتكۈچ ئىشلەتكەندە ، تاق يوللۇق تالا ئوپتىكىلىق قۇۋۋىتىنى كونترول قىلىشنىڭ قىممىتىگە دىققەت قىلىش كېرەك.

2. پايدا دولقۇنىنىڭ ئۇزۇنلۇقى مۇقىم: C-band EDFA نىڭ خىزمەت دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1530nm ~ 1561nm; L-band EDFA نىڭ خىزمەت دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1565nm ~ 1625nm.

3. كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى تەكشى ئەمەس: EDFA erbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچنىڭ پايدا كەڭلىكى ناھايىتى كەڭ ، ئەمما EDF نىڭ پايدا نىسبىتى تەكشى ئەمەس. پايدا تەكشى سۈزگۈچ چوقۇم WDM سىستېمىسىدىكى پايدىنى تەكشى قىلىش كېرەك.

4. ئەگەر كىرگۈزۈش چىرىغى قىسقارتىلسا ، مېتابولىزملىق ئېربىي ئىئونلىرى داۋاملىق يىغىلىپ قالسا ، سىگنال چىرىغى كىرگۈزۈلگەندىن كېيىن ، ئېنېرگىيە سەكرەپ ، نۇرنىڭ ئۆرلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

5.

قوللىنىش ھالىتى

1. كۈچەيتكۈچ كۈچەيتكۈچ كۈچەيتكۈچ دولقۇنىدىن كېيىن كۆپ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى سىگنالىنىڭ كۈچىنى ئاشۇرۇش ، ئاندىن يەتكۈزۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. قوزغىتىش دولقۇنىدىن كېيىنكى سىگنال كۈچى ئادەتتە چوڭ بولغاچقا ، شاۋقۇن كۆرسەتكۈچى ۋە قۇۋۋەت كۈچەيتكۈچنىڭ پايدىسى ئانچە يۇقىرى ئەمەس. بىر قەدەر چوڭ چىقىرىش كۈچىگە ئىگە.

2. توك كۈچەيتكۈچ ، قۇۋۋەت كۈچەيتكۈچتىن كېيىن ، لىنىيەنىڭ توك يەتكۈزۈش زىيىنىنى قەرەللىك تولۇقلاشقا ئىشلىتىلىدۇ ، ئادەتتە بىر قەدەر كىچىك شاۋقۇن كۆرسەتكۈچى ۋە چوڭ چىقىرىش ئوپتىكىلىق قۇۋۋەت تەلەپ قىلىدۇ.

3. ئالدىن كۈچەيتكۈچ: بۆلۈشتىن ئىلگىرى ۋە سىزىق كۈچەيتكۈچتىن كېيىن ، ئۇ سىگنالنى كۈچەيتىش ۋە قوبۇللىغۇچنىڭ سەزگۈرلۈكىنى يۇقىرى كۆتۈرۈشكە ئىشلىتىلىدۇ (ئوپتىكىلىق سىگنالدىن شاۋقۇن نىسبىتى (OSNR) تەلەپكە ماس كېلىدىغان ئەھۋال ئاستىدا ، چوڭراق كىرگۈزۈش كۈچى قوبۇللىغۇچنىڭ شاۋقۇنىنى بېسىپ ، قوبۇل قىلىش سەزگۈرلۈكىنى ئۆستۈرىدۇ) ، شاۋقۇن كۆرسەتكۈچى ئىنتايىن كىچىك. چىقىرىش كۈچىگە چوڭ تەلەپ يوق.