Erbija dopēta šķiedras pastiprinātāja darbības princips, pastiprinājums un lietojumi

2026-09-16 15:11:32
Erbija dopēta šķiedras pastiprinātāja darbības princips, pastiprinājums un lietojumi

Erbija dopēta šķiedras stiprinātāja (EDFA) ir viena no revolucionārākajām tehnoloģijām pašreizējā optiskajā sakaru sistēmā. EDFA komerciāli ir pieejams kopš 90. gadiem un ir radījis pārmaiņas garās distances optiskajos šķiedras tīklos, nodrošinot pilnīgi optisku signāla stiprināšanu bez dārgas optoelektroniskās reģenerācijas nepieciešamības. Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. ir profesionāls optiskās sakaru aprīkojuma ražotājs, kas ir apņēmies sniegt vienvietas risinājumus sakaru tīkliem un optiskās šķiedras stiprinātājiem, galvenokārt ietverot EDFA un EYDFA produktus.

EDFA darbības princips

Erbija dopēta šķiedras pastiprinātāja darbības princips balstās uz lāzera fizikas un retzemju elementu spektroskopijas principiem. Pastiprināšanas vide ir īsa kvartsa optiskās šķiedras daļa, kas dopēta ar trivalentiem erbija joniem (Er³⁺). Šos erbija jonus var ekscitēt uz augstākām enerģijas līmenīm, izmantojot 980 nm vai 1480 nm viļņa garuma lāzera diodi, kas rada populāciju inversiju.

Ekscitētie joni, stimulētās emisijas rezultātā, rada koherentes fotonus ar tādu pašu viļņa garumu, fāzi un virzienu kā ienākošie signāla fotoni, kad tie iziet cauri dopētajai šķiedrai un atrodas C joslas diapazonā (1530–1565 nm). Šis process nodrošina optisko pastiprinājumu bez signāla elektriskās pārveidošanas, kas ir būtiska EDFAs īpašība to izmantošanai viļņa garumu sadalījuma multiplexēšanas (WDM) sistēmās. Starpsavienojumu starp vienlaicīgi pastiprinātajām viļņa garumu kanāliem novērš ilgā augšējā stāvokļa (vairāki milisekundes) dzīves ilgums ⁴I₁₃/₂ līmenī.

EDFA pastiprinājuma raksturlielumi

EDFA pastiprinājums ir viens no svarīgākajiem parametriem, kas ietekmē pastiprinātāja veiktspēju dažādās lietojumprogrammās. Tipiskie mazsignāla pastiprinājumi ir 20–40 dB līdz 20 dBm vai vairāk stiprinātāja konfigurācijās. Ļoti prasīgās DWDM lietojumprogrammās Šanduna Vanšuo DWDM EDFA spēj nodrošināt augstu pastiprinājumu līdz 40 dB un izvades jaudu līdz 26 dBm.

EDFA pastiprinājuma spektrs aptver aptuveni 35 nm parastajā C-joslā (1530–1565 nm) un, izmantojot piemērotu pumpēšanu un šķiedras dizainu, to var paplašināt līdz L-joslai (1565–1625 nm). Tomēr neatstrādātai erbija dopētai šķiedrai ir nevienmērīgs pastiprinājuma spektrs, tāpēc WDM sistēmās nepieciešami pastiprinājuma izlīdzināšanas filtri. Šīs problēmas risināšanai Šanduna Vanšuo izmanto modernu pastiprinājuma izlīdzināšanas tehnoloģiju, optimizē erbija dopētās šķiedras dizainu un izmanto pastiprinājuma izlīdzinātājus, lai iegūtu vienmērīgu pastiprinājuma raksturlielumu darba joslas robežās.

EDFA lietojumprogrammas modernajās tīklos

EDFA pielietojumi var tikt paplašinātas uz dažādām optiskās sakaru jomām un citām lietojumprogrammām. Galvenās lietojumprogrammas ir:

Garām attālumiem un zemūdens telekomunikācijām: EDFA tiek izmantoti līnijā vairākus simtus kilometru kā pastiprinātāji transokeāniskajos datu savienojumos, kas pārraida terabitus sekundē.

WDM metropolitāno tīklos: Lai nodrošinātu pastiprināšanas un priekšpastiprināšanas posmus, lai palielinātu darbības attālumu un jaudu.

DWDM sistēmās: Zema trokšņa (parasti 4,5 dB) un augsta ieguvuma signāla pastiprināšana C joslas un L joslas diapazonā.

Šķiedras balstītās sensoru sistēmās: Augstas jaudas/zema trokšņa optiskais avots DVS/DAS sensoru lietojumiem

Optiskie testi un mērījumi: Optiskie laika domēna reflektometri un pētnieciskās optiskās sistēmas

Wanshuo Šanduna produktu līnijās ietilpst kompaktām sistēmām paredzēti mini EDFAs, blīviem viļņu garumu sadalījuma multiplexēšanas (DWDM) sistēmām paredzēti DWDM EDFAs, polarizācijas uzturēšanas (PM) sistēmām paredzēti PM EDFAs un augstas jaudas EYDFAs, kuri var nodrošināt līdz 10 W izvades jaudu.

Secinājums

Secinot, erbiju dopēts šķiedras pastiprinātājs (EDFA) ir būtisks komponents optiskajās tīklos mūsdienās, jo tam raksturīga izcilā viļņu garumu elastība, trokšņa rādītāji un pastiprinājums. Koncentrējoties uz neatkarīgu pētniecību un attīstību (R&D) un intelektuālu ražošanu, Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. piedāvā augstas veiktspējas EDFA risinājumus, lai atbilstu mūsdienu sakaru infrastruktūras stingrajam prasībām. No 12 augstas kvalitātes tīrīšanas telpām līdz pilnīgi automātiskām SMT, viļņu lodēšanas, montāžas un ierīču ražošanas līnijām mūsu visaptverošās ražošanas sistēmas garantē produkta kvalitāti, uzticamību un ātru piegādi pasaules mērogā.