-ийн зарчим ба хэрэглээEDFA эрби агуулсан шилэн өсгөгч
-ийн үндсэн бүтэцEDFAголчлон идэвхтэй орчин (хэдэн арван метр урт нэмэлттэй кварц утас, гол диаметр нь 3-5 микрон, допингийн концентраци (25-1000)x10-6), насосны гэрлийн эх үүсвэр (990 эсвэл 1480 нм LD), оптик холбогч, оптик тусгаарлагчаас бүрддэг эрби агуулсан шилэн өсгөгч. Дохионы гэрэл ба насосны гэрэл нь Erbium шилэнд нэг чиглэлд (хамтран шахах), эсрэг чиглэлд (урвуу шахах) эсвэл хоёр чиглэлд (хоёр чиглэлтэй шахах) тархаж болно. Дохионы гэрэл болон шахуургын гэрлийг эрбийн шилэнд нэгэн зэрэг шахах үед насосны гэрлийн нөлөөгөөр эрби ион нь эрчим хүчний өндөр түвшинд (гурван түвшний систем) өдөөгдөж, удалгүй метастабил түвшинд хүрдэг. Ирж буй дохионы гэрлийн нөлөөн дор суурь төлөвт буцаж ирэхэд дохионы гэрэлд тохирох фотон ялгардаг бөгөөд ингэснээр дохио нь нэмэгддэг. Түүний олшруулсан аяндаа ялгарах (ASE) спектр нь том зурвасын өргөнтэй (20-40 нм хүртэл) бөгөөд 1530 нм ба 1550 нм-т тохирох хоёр оргилтой.
-ийн гол давуу талуудEDFA өсгөгчөндөр ашиг, том зурвасын өргөн, өндөр гаралтын чадал, өндөр шахуургын үр ашиг, бага оруулах алдагдал, туйлшралын төлөвт мэдрэмтгий бус байдаг.
Эрби агуулсан шилэн өсгөгчийн ажиллах зарчим
Эрбиум агуулсан шилэн өсгөгч（EDFA оптик өсгөгч） голчлон эрби агуулсан эслэг (ойролцоогоор 10-30м урт) ба насосны гэрлийн эх үүсвэрээс бүрдэнэ. Ажиллах зарчим нь шахуургатай гэрлийн эх үүсвэрийн (долгионы урт 980 нм эсвэл 1480 нм) нөлөөгөөр эрби агуулсан эслэг нь өдөөгдсөн цацраг үүсгэдэг бөгөөд оролтын гэрлийн дохиог өөрчлөхөд цацраг туяа өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь оролтын гэрлийн дохиог өсгөсөнтэй тэнцүү юм. Үр дүнгээс харахад Erbium-ийн нэмэлттэй шилэн өсгөгчийн ашиг нь ихэвчлэн 15-40db байдаг ба релений зайг 100 гаруй км-ээр нэмэгдүүлэх боломжтой. Тиймээс эрдэмтэд яагаад гэрлийн долгионы эрчмийг нэмэгдүүлэхийн тулд шилэн өсгөгч дээр допинг эрби ашиглах талаар бодсон бэ гэж хүмүүс асуухаас өөр аргагүй. Эрби бол газрын ховор элемент бөгөөд газрын ховор элемент нь бүтцийн онцлог шинж чанартай гэдгийг бид мэднэ. Оптик төхөөрөмжид газрын ховор элементийг допинг хийх нь оптик төхөөрөмжийн ажиллагааг сайжруулах зорилгоор удаан хугацаанд ашиглагдаж ирсэн тул энэ нь санамсаргүй хүчин зүйл биш юм. Нэмж дурдахад насосны гэрлийн эх үүсвэрийн долгионы уртыг яагаад 980 нм эсвэл 1480 нм дээр сонгосон бэ? Үнэн хэрэгтээ насосны гэрлийн эх үүсвэрийн долгионы урт нь 520 нм, 650 нм, 980 нм, 1480 нм байж болох ч практик нь 1480 нм насосны гэрлийн эх үүсвэрийн долгионы урт нь хамгийн өндөр, дараа нь 980 нм насосны гэрлийн эх үүсвэрийн долгионы урт байдаг нь практикт батлагдсан.
Физик бүтэц
Эрби агуулсан шилэн өсгөгчийн үндсэн бүтэц（EDFA оптик өсгөгч）. Оролтын төгсгөл ба гаралтын төгсгөлд тусгаарлагч байдаг бөгөөд зорилго нь оптик дохиог нэг талын дамжуулалттай болгох явдал юм. Шахуургын өдөөгч нь 980нм эсвэл 1480нм долгионы урттай бөгөөд эрчим хүчийг хангахад ашиглагддаг. Холбогчийн үүрэг нь оролтын оптик дохио ба насосны гэрлийг эрби агуулсан шилэнд холбож, насосны гэрлийн энергийг эрби агуулсан шилэн эсийн үйлчлэлээр оролтын оптик дохио руу шилжүүлж, оролтын оптик дохионы энергийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Илүү өндөр гаралтын оптик хүч, бага дуу чимээний индексийг олж авахын тулд практикт ашигладаг Erbium-ийн хольцтой шилэн өсгөгч нь бие биенээ тусгаарлахын тулд дунд хэсэгт тусгаарлагчтай хоёр ба түүнээс дээш насосны эх үүсвэрийн бүтцийг ашигладаг. Илүү өргөн, илүү тэгш олзын муруй авахын тулд олзыг тэгшлэх шүүлтүүрийг нэмдэг.
EDFA нь Erbium-ийн хольцтой шилэн (EDF), Оптик холбогч (WDM), оптик тусгаарлагч (ISO), Оптик шүүлтүүр, насосны хангамж гэсэн таван үндсэн хэсгээс бүрдэнэ. Түгээмэл хэрэглэгддэг насосны эх үүсвэрүүдэд 980нм ба 1480нм багтдаг бөгөөд эдгээр хоёр насосны эх үүсвэр нь шахуургын үр ашиг өндөртэй бөгөөд илүү их ашиглагддаг. 980нм насосны гэрлийн эх үүсвэрийн дуу чимээний коэффициент бага; 1480 нм насосны гэрлийн эх үүсвэр нь шахуургын үр ашиг өндөртэй бөгөөд илүү их гаралтын хүчийг (980 нм насосны гэрлийн эх үүсвэрээс ойролцоогоор 3 дБ өндөр) авах боломжтой.
давуу тал
1. Ашиглалтын долгионы урт нь нэг горимын утаснуудын хамгийн бага унтрах цонхтой тохирч байна.
2. Холболтын өндөр үр ашиг. Энэ нь шилэн өсгөгч учраас дамжуулах утастай холбоход хялбар байдаг.
3. Эрчим хүч хувиргах өндөр үр ашиг. EDF-ийн цөм нь дамжуулагч шилэнээс бага бөгөөд дохионы гэрэл болон насосны гэрэл нь EDF-д нэгэн зэрэг дамждаг тул оптик хүчин чадал нь маш их төвлөрдөг. Энэ нь гэрлийн болон ашигт орчин Эр ионы хоорондын харилцан үйлчлэлийг маш бүрэн дүүрэн болгож, зохих урттай эрби агуулсан эслэгтэй хослуулсан тул гэрлийн энергийг хувиргах үр ашиг өндөр байна.
4. Өндөр ашиг, дуу чимээ багатай индекс, их гаралтын чадал, суваг хоорондын харилцан яриа бага.
5. Тогтвортой олз шинж чанар: EDFA нь температурт мэдрэмтгий биш бөгөөд олз нь туйлшралтай бага хамааралтай.
6. Олзны функц нь системийн битийн хурд болон өгөгдлийн форматаас үл хамаарна.
дутагдал
1. Шугаман бус эффект: EDFA нь шилэнд оруулах оптик хүчийг нэмэгдүүлэх замаар оптик хүчийг нэмэгдүүлдэг боловч том байх тусмаа сайн. Оптик хүчийг тодорхой хэмжээгээр нэмэгдүүлэхэд шилэн кабелийн шугаман бус эффект үүснэ. Тиймээс шилэн кабелийн өсгөгчийг ашиглахдаа нэг сувгийн ирж буй шилэн кабелийн хүчийг хянах үнэ цэнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
2. Олзны долгионы уртын хүрээ тогтмол байна: C-band EDFA-ийн ажлын долгионы урт нь 1530нм~1561нм; L-band EDFA-ийн ажлын долгионы урт нь 1565нм~1625нм байна.
3. Тэгш бус ололтын зурвасын өргөн: EDFA эрби агуулсан шилэн өсгөгчийн нэмэгдлийн зурвасын өргөн нь маш өргөн боловч EDF-ийн өсөлтийн спектр нь өөрөө тэгш биш юм. WDM систем дэх ашгийг тэгшитгэхийн тулд олз тэгшлэх шүүлтүүрийг ашиглах ёстой.
4. Гэрлийн хүчдэлийн асуудал: Гэрлийн зам хэвийн үед насосны гэрлээр өдөөгдсөн эрби ионууд дохионы гэрлээр зөөгдөж, дохионы гэрлийг өсгөж дуусна. Хэрэв оролтын гэрэл тасарвал метаставтай эрби ионууд хуримтлагдсаар байгаа тул дохионы гэрлийн оролт сэргэсний дараа энерги үсэрч, гэрлийн өсөлт үүсдэг.
5. Оптик хүчдэлийн шийдэл нь EDFA дахь автомат оптикийн хүчийг бууруулах (APR) эсвэл автомат оптик унтрах (APSD) функцийг хэрэгжүүлэх явдал юм, өөрөөр хэлбэл EDFA нь оролтын гэрэл байхгүй үед хүчийг автоматаар бууруулж эсвэл автоматаар хүчийг унтрааж, улмаар хүчдэлийн үзэгдлийг таслан зогсоох явдал юм.
Хэрэглээний горим
1. Өргөлтийн өсгөгч нь өргөлтийн долгионы дараа олон долгионы урттай дохионы хүчийг нэмэгдүүлж, дараа нь дамжуулахад ашиглагддаг. Өргөлтийн долгионы дараах дохионы хүч нь ерөнхийдөө их байдаг тул цахилгаан өсгөгчийн дуу чимээний индекс ба олз тийм ч өндөр биш юм. Харьцангуй их гаралтын чадалтай.
2. Цахилгаан өсгөгчийн дараа шугамын өсгөгчийг шугамын дамжуулалтын алдагдлыг үе үе нөхөхөд ашигладаг бөгөөд ерөнхийдөө харьцангуй бага дуу чимээний индекс, их гаралтын оптик хүчийг шаарддаг.
3. Урьдчилан өсгөгч: Хуваагчийн өмнө болон шугамын өсгөгчийн дараа дохиог өсгөх, хүлээн авагчийн мэдрэмжийг сайжруулахад ашигладаг (хэрэв оптик дохио-дуу чимээний харьцаа (OSNR) шаардлагад нийцэж байгаа бол илүү их оролтын хүч нь хүлээн авагчийн дуу чимээг дарж, хүлээн авагчийн мэдрэмжийг сайжруулж, маш бага байдаг). Гаралтын чадалд тийм ч их шаардлага байхгүй.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 3-р сарын 17