EDFA와 EYDFA는 무엇입니까?

EDFA는 Erbium 이온의 자극 된 방출 효과를 사용하여 희토류 요소 "Erbium (ER)"을 갖는 광섬유의 코어를 도핑하여 약한 1550nm 광 신호를 증폭시키는 활성 광학 장치입니다.

주요 기능 :저 소음, 높은 게인, 넓은 대역폭

포트 :

1. 신호 입력 포트 (in) : 증폭되어야하는 약한 1550nm 신호 (예 : 광섬유 전송 손실 후 신호 또는 수신기 이전의 약한 신호)를 연결하십시오. 입력 전력은 일반적으로 -30 ~ -10 dBm이며 광섬유 유형과 일치해야합니다 (예 : SMF -28).

2. 신호 출력 포트 (OUT) : 증폭 된 1550nm 신호 (후속 전송 또는 수신의 경우)를 출력합니다. 출력 전력은 일반적으로 0에서 20dBm (Milliwatts 레벨) 사이이며 반사 설계가 낮습니다 (신호 반환 간섭을 피하기 위해).

3. 펌프 포트 : 펌프 레이저에 연결하여 Erbium 이온 (코어 에너지 입력 포트)에 자극 에너지를 제공합니다. 주 펌프 파장 : 980nm (저음) 또는 1480nm (높은 게인); 펌프 전원 100 ~ 500MW.

4. 모니터링 포트 (MON) : 실제 - 증폭 된 신호의 전력 및 파장 안정성의 시간 모니터링 (운영 사용)에 대한 출력 신호의 1% ~ 5%를 추출합니다. 출력 전력은 기본 신호 (일반적으로 -20 ~ -10dbm)보다 훨씬 낮으며, 이는 주 신호의 전송에 영향을 미치지 않습니다.

운영 원리 :

1. 펌프 여기 (에너지 분사) 펌프 레이저는 "펌프 포트"를 통해 980nm/1480nm 펌프 라이트를 주입하고 코어의 er³⁺ 이온은 펌핑 에너지를 흡수하여 접지 상태 (4i₁₅/₂)에서 높은- 에너지 여기 상태 (980nm 펌프 → 4I → 4I → 4I)로 전이합니다.

2. 인구 반전 (증폭 조건) 높음 - 에너지 Er³⁺ 이온은 "비 {- 복사 전이"(약 10ms의 수명이 길고 - 용어 개정을 허용 함)를 통해 매우 불안정하고 초과성 상태 (4i}} 복사 전이”을 통해 빠르게 떨어집니다. 준 안정 상태에서 ER³ er 이온의 수가지면 상태 이온의 수를 상당히 초과 할 때, "집단 반전"이 발생합니다 (광학 증폭을위한 핵심 조건).

3. 신호 증폭 (자극 방출) 증폭이 필요한 1550nm 신호 표시등은 "입력 포트"를 통해 Erbium - 도핑 된 섬유로 들어갑니다. 신호등의 광자 에너지는 준 안정 상태에서 er³⁺ 이온의 접지 상태로의 전이 에너지와 완벽하게 일치하여, 접지 상태로 빠르게 전이되어 주파수, 위상 및 분극이 신호등에 동일한 새로운 광자; 이 새로운 광자는 원래 신호 표시등과 초전도 적으로 결합하여 신호 전력의 "지수 증폭"을 달성하며, 이는 궁극적으로 "출력 포트"를 통해 출력됩니다.

응용 프로그램 :

1. Long - 거리 광섬유 통신 백본 네트워크는 신호 감쇠를 보상하기 위해 인터 시큐티 및 트랜스 컨디언 닉 광 케이블로 배포 된 "라인 앰프"역할을합니다.

2. 수신기 종료가 사전 - 앰프로 작용하여 약한 신호를 증폭시키기 위해 예비 - 앰프로 작용하여 이동 기지 스테이션과 광학 모뎀의 수신 감도를 향상시킵니다. 송신기 끝에서 5G베이스 스테이션의 광 신호 출력과 같은 전력 증폭기 역할을합니다.

3. CATV (케이블 텔레비전) 시스템에서 1550nm 파장 범위의 텔레비전 신호를 증폭하여 수백 킬로미터에 대한 커버리지를 달성하여 감쇠로 인한 화질 저하를 피합니다.

4. 광섬유 감지 시스템, 실제 - 교량 및 오일 및 가스 파이프 라인의 실제 모니터링과 같은 변형 및 온도 센서의 약한 광 신호를 증폭시켜 감지 거리 (최대 100 킬로미터 이상).

광섬유 코어에서 에르 비움 이온과 이테르비움 이온 둘 다를 섭취하여, ytterbium 이온의 메커니즘을 사용하여 "펌프 광선을 효율적으로 흡수하고 에너지를 에브륨 이온으로 전달하는"EDFA의 전력 제한을 뚫고 고출력 광학 신호 증폭 장치를 달성합니다.

주요 기능 :EDFA와 비교하여 펌프 흡수 효율이 높고, 고급 전력 공차가 높고, 출력 전력이 높아집니다.

포트 :

1. 신호 입력 포트 (IN) : 입력 전력 범위 (-20 ~ 0dBm)와 고전력 공차 (연소를 피하기 위해)와 함께 1550nm 신호 (약 또는 중간 전력 신호)에 연결합니다.

2. 신호 출력 포트 (OUT) : 출력 1550nm 신호 (레이저 애플리케이션 또는 고전력 전송의 경우)는 1W에서 1kw (WATT에서 킬로와트 레벨까지) 범위의 출력 전력을 갖춘 고전력 커넥터 (예 : FC/APC 고전력 버전)가 필요합니다.

3. 펌프 포트 : 여러 펌프를 조합하여 주입하여 총 펌프 전력 (고출력 출력의 코어)을 증가시킬 수 있습니다. 주류 펌프 파장 : 808nm (저렴한 비용) 또는 915nm (고효율); 단일 펌프 전원 5 ~ 20w의 전체 펌프의 총 전력은 50W 이상에 도달 할 수 있습니다.

4. 모니터링/제어 포트 : ① 출력 전원 및 온도를 모니터링합니다 (과열을 피하기 위해); 펌프 전원/게인 조정을위한 외부 제어 모듈. 모니터링 포트는 신호의 0.1% ~ 1%를 추출합니다 (고출력 출력에 영향을 미치지 않기 위해). 제어 포트는 RS485/이더넷 프로토콜을 지원합니다.

운영 원리 :

1. 펌프 여기 (Ytterbium 이온 선호도) Multi - 펌프 레이저는 "펌프 포트"를 통해 808nm/915nm의 펌프 조명을 주입합니다. 섬유 코어의 Ytterbium 이온 (yb³⁺)은 우선적으로 에너지를 흡수하여지면 상태 (²f₇/₂)에서 여기 상태 (²f₅/₂)로 전이됩니다.

2. 에너지 전달 (ytterbium to erbium) 여기 ytterbium 이온은 광자를 직접 방출하지 않습니다. 대신, 이들은 "비 - 복사 에너지 전달"을 통해 인접한 에르 비움 이온 (er³⁺)으로 에너지를 효율적으로 전달하여, 에르 비움 이온이지면 상태 (4i₁₅/₂)로부터 전이성 상태 (4i₁₃/₂)로 전이 될 수있게한다. 이 단계는 EDFA에서 펌프 광의 에르 ​​비움 이온 직접 흡수의 낮은 효율을 다루고 고농도의 에르 비움 이온으로 인한 에너지 폐기물을 피합니다.

3. EDFA와 일치하는 신호 증폭 (Erbium 이온 자극 방출) : 1550nm 신호등은 편이성 에르 비움 이온을 전이시켜 주파수 - 일치하여 신호 증폭을 달성합니다. Ytterbium 이온에 의해 전달 된 더 강한 에너지로 인해 더 높은 전력 신호 출력 (Watt - 레벨 / Kilowatt - 레벨)을 지원할 수 있습니다.

응용 프로그램 :

1. 대도시 지역 네트워크 및 액세스 네트워크를위한 "전력 증폭기"로 사용되는 High - 전력 섬유 통신은 50 킬로미터 이상의 교외 광 네트워크와 같은 다중 - 채널 신호의 총 출력 전력을 향상시킵니다.

2. 산업 - 등급의 섬유 레이저, 코어 증폭 장치, 출력 킬로와트 - 레벨 1550nm 레이저 (스테인리스 스틸, 알루미늄 합금), 용접 및 표면 처리 (자동차 제조, 항공 우주).

3.

4. EYDFA가 위성 -에서 - 지상 레이저 통신에서 지상국 전력 증폭기 역할을하는 Space Optical Communication은 Beidou Satellite의 레이저 데이터 전송과 같은 대기 손실을 극복하기 위해 높은 - 전력 신호를 출력합니다.

5. 레이저 스펙트럼 분석에 사용되는 과학 연구 분야, LIDAR (예 : 대기 오염 물질 모니터링) 및 관성 제한 융합 (ICF)의 레이저 구동 원으로 사용됩니다.