Erbium-doped फाइबर एम्पलीफायर (EDFAs)

Erbium-doped फाइबर एम्प्लीफायरहरू (EDFAs) ले दुर्लभ-पृथ्वी तत्वहरू जस्तै erbium (Er3+) को प्रवर्धन माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्दछ।यो निर्माण प्रक्रिया को समयमा फाइबर कोर मा डोप गरिएको छ।यसमा गिलासबाट बनेको फाइबरको छोटो टुक्रा (सामान्यतया १० मिटर वा सो) हुन्छ जसमा एर्बियमको सानो मात्रालाई आयन (Er3+) को रूपमा डोपन्टको रूपमा थपिन्छ।यसरी, सिलिका फाइबरले होस्ट माध्यमको रूपमा कार्य गर्दछ।यो सिलिका फाइबरको सट्टा डोपेन्ट्स (एर्बियम) हो जसले सञ्चालन तरंगदैर्ध्य र लाभ ब्यान्डविथ निर्धारण गर्दछ।EDFA हरू सामान्यतया 1550 nm तरंगदैर्ध्य क्षेत्रमा काम गर्छन् र 1 Tbps भन्दा बढी क्षमताहरू प्रस्ताव गर्न सक्छन्।त्यसैले, तिनीहरू व्यापक रूपमा WDM प्रणालीहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

उत्तेजित उत्सर्जन को सिद्धान्त EDFA को प्रवर्धन संयन्त्रको लागि लागू हुन्छ।जब डोपन्ट (एर्बियम आयन) उच्च-ऊर्जा अवस्थामा हुन्छ, इनपुट अप्टिकल सिग्नलको घटना फोटोनले यसलाई उत्तेजित गर्नेछ।यसले यसको केही ऊर्जा डोपन्टमा छोड्छ र कम ऊर्जा अवस्था ("उत्तेजित उत्सर्जन") मा फर्कन्छ जुन अधिक स्थिर हुन्छ।तलको चित्रले EDFA को आधारभूत संरचना देखाउँछ।

1.1 EDFA को आधारभूत संरचना

पम्प लेजर डायोडले सामान्यतया उच्च शक्ति (~ 10-200 mW) मा तरंग लम्बाइ (या त 980 nm वा 1480 nm) को अप्टिकल सिग्नल उत्पादन गर्छ।यो संकेत WDM युग्मक मार्फत सिलिका फाइबर को erbiumdoped खण्ड मा प्रकाश इनपुट संकेत संग जोडिएको छ।एर्बियम आयनहरूले यो पम्प सिग्नल ऊर्जा अवशोषित गर्नेछ र तिनीहरूको उत्तेजित स्थितिमा जान्छ।आउटपुट लाइट सिग्नलको एक भाग अप्टिकल फिल्टर र डिटेक्टर मार्फत पम्प लेजरको इनपुटमा ट्याप गरी फिर्ता फिड गरिन्छ।यसले प्रतिक्रिया शक्ति नियन्त्रण संयन्त्रको रूपमा कार्य गर्दछ ताकि EDFA हरूलाई आत्म-नियमित एम्पलीफायरहरूको रूपमा बनाउनको लागि।जब सबै मेटास्टेबल इलेक्ट्रोनहरू खपत हुन्छन् त्यसपछि कुनै थप प्रवर्धन हुँदैन।तसर्थ, प्रणाली स्वचालित रूपमा स्थिर हुन्छ किनभने EDFA को आउटपुट अप्टिकल पावर इनपुट पावर उतार-चढ़ावको बावजुद लगभग स्थिर रहन्छ, यदि कुनै भए पनि।

1.2 EDFA को सरलीकृत कार्यात्मक योजनाबद्ध

माथिको चित्रले EDFA को सरलीकृत कार्यात्मक योजना देखाउँछ जसमा लेजरबाट पम्प संकेत इनपुट अप्टिकल सिग्नलमा (1480 nm वा 980 nm मा) WDM युग्मक मार्फत थपिएको छ।

यो रेखाचित्रले धेरै आधारभूत EDF एम्पलीफायर देखाउँछ।पम्प संकेतको तरंगदैर्ध्य (लगभग 50 मेगावाटको पम्प शक्तिको साथ) 1480 एनएम वा 980 एनएम हो।यस पम्प सिग्नलको केही भाग एर्बियम-डोपेड फाइबरको छोटो लम्बाइ भित्र उत्तेजित उत्सर्जनद्वारा इनपुट अप्टिकल सिग्नलमा स्थानान्तरण गरिन्छ।यसमा 5-15 dB को सामान्य अप्टिकल लाभ र 10 dB भन्दा कम शोर फिगर छ।1550 nm सञ्चालनको लागि, 30-40 dB अप्टिकल लाभ प्राप्त गर्न सम्भव छ।

1.3 EDFA को व्यावहारिक प्राप्ति

माथिको चित्रले WDM अनुप्रयोगमा प्रयोग गर्दा यसको व्यावहारिक संरचनाको साथ EDFA को सरलीकृत सञ्चालन चित्रण गर्दछ।

देखाइएको रूपमा, यसले निम्न प्रमुख भागहरू समावेश गर्दछ:

• इनपुटमा आइसोलेटर।यसले EDFA द्वारा उत्पन्न आवाजलाई ट्रान्समिटरको अन्त्यतिर प्रचार गर्नबाट रोक्छ।

• एक WDM युग्मक।यसले कम-शक्ति 1550 nm अप्टिकल इनपुट डेटा संकेतलाई 980 nm तरंगदैर्ध्यमा उच्च-शक्ति पम्पिङ अप्टिकल सिग्नल (पम्प स्रोत जस्तै लेजरबाट) सँग जोड्दछ।

• एर्बियम-डोपेड सिलिका फाइबरको सानो भाग।वास्तवमा, यसले EDFA को सक्रिय माध्यमको रूपमा कार्य गर्दछ।

• आउटपुटमा आइसोलेटर।यसले कुनै पनि ब्याक-रिफ्लेक्ड अप्टिकल सिग्नललाई एर्बियम-डोपेड सिलिका फाइबरमा प्रवेश गर्नबाट रोक्न मद्दत गर्दछ।

अन्तिम आउटपुट संकेत एक एम्प्लीफाइड 1550 एनएम तरंगदैर्ध्य अप्टिकल डेटा संकेत एक अवशिष्ट 980 एनएम तरंगदैर्ध्य पम्प संकेत संग छ।

अर्बियम-डोपेड फाइबर एम्पलीफायरहरू (EDFAs) को प्रकारहरू

त्यहाँ Erbium-doped फाइबर एम्पलीफायर (EDFAs) को दुई प्रकारका संरचनाहरू छन्:

• सह-प्रसार पम्पको साथ EDFA

• काउन्टर-प्रसार पम्पको साथ EDFA

तलको चित्रले काउन्टर-प्रोपेगेटिङ पम्प र द्विदिशात्मक पम्प व्यवस्थाहरू देखाउँछ जुन EDFA संरचनाहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

विभिन्न पम्प व्यवस्था

एक सह-प्रसार पम्प EDFA ले कम शोरको साथ कम आउटपुट अप्टिकल पावर सुविधा दिन्छ।जबकि काउन्टर-प्रोपेगेटिङ पम्प EDFA ले उच्च आउटपुट अप्टिकल पावर प्रदान गर्दछ तर धेरै शोर पनि उत्पादन गर्दछ।एक सामान्य व्यावसायिक EDFA मा, एक साथ सह-प्रसार र प्रति-प्रसार पम्पिंग संग एक द्वि-दिशात्मक पम्प प्रयोग गरिन्छ जसको परिणाम अपेक्षाकृत समान अप्टिकल लाभ हुन्छ।

बूस्टर, इन-लाइन, र पूर्व एम्पलीफायरको रूपमा EDFA को आवेदन

अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेशन लिंकको लामो दुरीको एप्लिकेसनमा, EDFAs लाई अप्टिकल ट्रान्समिटरको आउटपुटमा बूस्टर एम्पलीफायरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, अप्टिकल फाइबरको साथमा एक इन-लाइन अप्टिकल एम्पलीफायरका साथै प्रि-एम्प्लीफायरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्राप्तकर्ता, माथिको चित्रमा देखाइएको रूपमा।

यो नोट गर्न सकिन्छ कि इन-लाइन EDFA हरू फाइबर नोक्सानको आधारमा 20-100 किमी दूरीमा राखिन्छन्।अप्टिकल इनपुट संकेत 1.55 μm तरंगदैर्ध्यमा छ, जबकि पम्प लेजरहरू 1.48 μm वा 980 nm तरंगदैर्ध्यमा काम गर्छन्।Erbium-doped फाइबरको सामान्य लम्बाइ 10-50 मिटर हुन्छ।

EDFAs मा प्रवर्धन संयन्त्र

पहिले भनिएझैं, EDFA मा प्रवर्धन संयन्त्र लेजरमा जस्तै उत्तेजित उत्सर्जनमा आधारित हुन्छ।अप्टिकल पम्प संकेत (अर्को लेजर द्वारा उत्पादित) बाट उच्च ऊर्जाले माथिल्लो ऊर्जा अवस्थामा सिलिका फाइबरमा डोपान्ट एर्बियम आयनहरू (Er3+) उत्तेजित गर्दछ।इनपुट अप्टिकल डेटा संकेतले उत्तेजित एर्बियम आयनहरूको तल्लो ऊर्जा अवस्थामा संक्रमणलाई उत्तेजित गर्छ र उही ऊर्जाको साथ फोटोनको विकिरणमा परिणाम दिन्छ, अर्थात्, इनपुट अप्टिकल सिग्नलको समान तरंग लम्बाइ।

ऊर्जा-स्तर रेखाचित्र: नि: शुल्क एर्बियम आयनहरूले ऊर्जा ब्यान्डको असन्तुलित स्तरहरू प्रदर्शन गर्दछ।जब एर्बियम आयनहरूलाई सिलिका फाइबरमा डोप गरिन्छ, तिनीहरूको प्रत्येक ऊर्जा स्तरहरू धेरै नजिकका सम्बन्धित स्तरहरूमा विभाजित हुन्छन् ताकि ऊर्जा ब्यान्ड बनाउन सकिन्छ।

1.4 EDFA मा प्रवर्धन संयन्त्र

जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्नको लागि, Er3+ आयनहरू मध्यवर्ती स्तर 2 मा पम्प गरिन्छ। अप्रत्यक्ष विधि (980-nm पम्पिङ) मा, Er3+ आयनहरूलाई स्तर 1 बाट स्तर 3 मा निरन्तर सारियो। यसलाई पछि स्तर 2 मा गैर-विकिरणीय रूपमा क्षय गरिन्छ। जहाँ तिनीहरू 1500-1600 nm को इच्छित तरंग लम्बाइमा अप्टिकल संकेतहरू विकिरण गर्दै, स्तर 1 मा खस्छन्।यसलाई 3-स्तर प्रवर्धन संयन्त्र भनिन्छ।

थप Erbium-doped उत्पादनहरूको लागि, कृपया हाम्रो वेबसाइटमा हेर्नुहोस्।

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

इमेल:devin@erbiumtechnology.com

व्हाट्सएप: +86-18113047438

फ्याक्स: +86-2887897578

थप्नुहोस्: No.23, Chaoyang रोड, Xihe सडक, Longquanyi जिल्ला, Chengdu, 610107, चीन।