기본 작동 원리:
그만큼
어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)에너지 변환을 달성하기 위해 헬륨 이온을 사용하는 매체입니다. 에너지 증폭 창은 1550 nm의 작동 파장 창과 50 am의 폭을 가지며 이는 광섬유의 저손실 창과 일치합니다. 에너지 주입 창은 980nm 및 1480nm입니다. 일반적으로 EDFA 증폭 코어, 즉 활성 매질로는 에르븀이 도핑된 이온 섬유가 준비된다. 증폭 시스템은 레이저 3레벨 시스템으로, 주입된 980nm의 빛 에너지가 헬륨 이온에 흡수되어 고에너지 준위 4"로 되고, 레이저의 전이 준위 4n은 이완 발진에 의해 전이된다. 에너지 준위의 긴 수명, 많은 양의 축적 많은 양의 에너지를 비축하고 신호등과 함께 자극된 방사선을 통과시키는 활성화된 입자는 동일한 주파수 및 동일한 위상의 곱셈된 신호를 얻고 반환합니다. 증폭과정에서 유도된 소음은 펌프의 파장과 관련된 자발방사선(ASE)이다. 일반적으로 980nm 레이저 펌프는 효율이 낮고 소음이 적다. 반면 1480nm 레이저는 효율이 높고 잡음이 많으며, 설계 과정에서 일반 프리파이버 증폭기 EDFA는 980nm 펌핑을 사용하고 송신단 부스터 Booster EDFA는 980nm와 1480nm의 하이브리드 펌핑 방식을 사용한다. , 광학 이퀄라이제이션 필터에 대한 DWDM 요구 사항에 따라 특별히 설계된 미디어. 다이어프램 플랫 필터.
어븀 도핑 광섬유 증폭기(FDFA)의 기본 구조:
일반적인 EDFA는 에르븀 첨가 광섬유, 펌프 소스, 파장 분할 다중화기, 광학 절연체 및 광학 필터로 구성됩니다. 에르븀 도핑 광섬유는 증폭을 제공하고, 펌프 소스는 충분한 펌프 전력을 제공하며, 파장 분할 다중화기는 신호광과 펌프 광을 어븀 도핑 광섬유에 결합합니다. 광학 아이솔레이터는 빛의 단방향 전송을 보장하여 빛의 반사가 광학 진동을 방지하고 피드백 빛이 신호 레이저의 작동 상태에 교란을 일으키는 것을 방지합니다. 광필터의 역할은 광증폭기에서 ASE 잡음을 걸러내고 EDFA의 신호대잡음비를 향상시키는 것이다. 일반적으로 EDFA에는 동방향 펌프, 역방향 펌프 및 양방향 펌프의 세 가지 펌프 유형이 있습니다. EDFA의 증폭이 일정(즉, 프리앰프와 라인의 선형 증폭기)하거나 출력 전력이 일정(즉, 송신단의 포화 전력 증폭기)되도록 하기 위해서는 다음과 같은 설계가 필요합니다. 펌핑 소스뿐만 아니라 EDFA의 입력 및 출력 전원을 모니터링하는 보조 회로. 작업 상태를 모니터링하고 제어합니다. 모니터링 결과에 따라 EDFA가 최적의 상태에서 작동하도록 펌프 광원의 작동 매개변수가 적절하게 조정됩니다. 또한 보조 회로부에는 자동 온도 제어 및 자동 전원 제어와 같은 보호 기능을 위한 회로도 포함됩니다.
어븀 첨가 섬유 증폭기(EDFA)의 기본 성능:
EDFA의 기본 성능은 게인, 출력 전력 및 노이즈, 대역폭 및 이퀄라이제이션에 반영됩니다.
1. 이득 특성 이득 특성은 입력 전력에 대한 광 증폭기의 출력 전력 비율의 증폭 능력을 나타냅니다. 다양한 요인과 관련이 있으며 일반적으로 dB로 표시되며 일반적으로 사용되는 증폭 요인은 15~40dB입니다. 일반적으로 게인은 펌프 전력과 직접 관련이 있으며 에르븀 첨가 광섬유의 길이와도 관련이 있습니다. 최상의 값은 실험을 통해 찾을 수 있습니다.
2. 출력 전력 특성 이상적인 선형 광증폭기는 입력 광 전력에 관계없이 광 신호를 동일한 게인으로 증폭하여 출력할 수 있다. 이러한 조건을 확보하기 위해서는 일반적으로 작은 광신호가 입력되는 경우에만 충분한 이득으로 증폭된 광신호의 출력이 부족하여 레이저에 주입되는 펌프파워의 에너지 준위의 입자수를 줄일 수 있다. 그러나 입력 광파워가 충분히 크면 증폭 후 출력파워를 보상하기에는 주입파워가 부족하여 반전 입자의 수가 포화되어 감소하게 되어 출력 광파워가 감소하게 되어 감소에 영향을 미치게 된다. 증폭률, 즉 이득 포화도. , 증폭이 비선형 증폭 포화 영역으로 들어갑니다. EDFA의 최대 출력 전력은 일반적으로 3dB 포화 출력 전력으로 표시되며, 이는 EDFA의 최대 전력 출력 능력을 반영하여 포화 이득이 3dB 감소할 때의 출력 전력에 해당합니다. EDFA의 포화 출력 특성은 펌프 파워, 에르븀 도핑 섬유의 길이 및 구조와 관련이 있습니다. 펌프 광학 전력이 높을수록 3dB 포화 출력 전력이 커집니다. 에르븀 첨가 섬유 길이가 길수록 3dB 포화 출력이 커집니다.
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