Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) እንደ ኤርቢየም (ኤር3+) ያሉ ብርቅዬ-የምድር አካላትን እንደ ማጉያ ማዘዣ ይጠቀማሉ።በማምረት ሂደት ውስጥ በፋይበር ኮር ውስጥ ተጨምሯል.ከመስታወት የተሠራ አጭር ፋይበር (በተለምዶ 10 ሜትር ወይም ከዚያ በላይ) የያዘ ሲሆን በውስጡም አነስተኛ ቁጥጥር ያለው ኤርቢየም በ ion (ኤር3+) መልክ እንደ ዶፓንት የሚጨመርበት ነው።ስለዚህ የሲሊካ ፋይበር እንደ አስተናጋጅ መካከለኛ ሆኖ ይሠራል.የሥራውን የሞገድ ርዝመት እና የመተላለፊያ ይዘትን የሚወስነው ከሲሊካ ፋይበር ይልቅ ዶፓንቶች (ኤርቢየም) ናቸው።EDFAዎች በአጠቃላይ በ1550 nm የሞገድ ርዝመት ክልል ውስጥ ይሰራሉ እና ከ1 Tbps በላይ አቅም ሊያቀርቡ ይችላሉ።ስለዚህ, በ WDM ስርዓቶች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ.
የተቀሰቀሰው ልቀት መርህ ለኤዲኤፍኤ ማጉላት ዘዴ ተግባራዊ ይሆናል።ዶፓንት (ኤርቢየም ion) ከፍተኛ ኃይል ባለው ሁኔታ ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ የግብአት ኦፕቲካል ሲግናል ክስተት ፎቶን ያነቃቃዋል።የተወሰነውን ጉልበቱን ወደ ዶፓንት ይለቀቅና ወደ ዝቅተኛ የኃይል ሁኔታ ("የተቀሰቀሰ ልቀት") ይመለሳል.ከታች ያለው ምስል የኢዲኤፍኤ መሰረታዊ መዋቅር ያሳያል።
1.1 የ EDFA መሰረታዊ መዋቅር
የፓምፕ ሌዘር ዳዮድ በመደበኛነት በከፍተኛ ኃይል (~ 10-200 ሜጋ ዋት) የሞገድ ርዝመት (በ980 nm ወይም 1480 nm) የኦፕቲካል ምልክት ይፈጥራል።ይህ ምልክት በ erbiumdoped የሲሊካ ፋይበር ክፍል ውስጥ ካለው የብርሃን ግቤት ምልክት ጋር በWDM coupler በኩል ተጣምሯል።የኤርቢየም ionዎች ይህንን የፓምፕ ሲግናል ሃይል በመምጠጥ ወደ አስደሳች ሁኔታቸው ይዝለሉ።የውጤት ብርሃን ሲግናል አንድ ክፍል በፓምፕ ሌዘር ግቤት በኦፕቲካል ማጣሪያ እና ማወቂያ በኩል መታ እና ይመገባል።ይህ ኢዲኤፍኤዎችን እንደ ራስን የሚቆጣጠሩ ማጉያዎች ለማድረግ እንደ የግብረመልስ የኃይል መቆጣጠሪያ ዘዴ ሆኖ ያገለግላል።ሁሉም ሜታስቴብል ኤሌክትሮኖች ጥቅም ላይ ከዋሉ በኋላ ምንም ተጨማሪ ማጉላት አይከሰትም.ስለዚህ የ EDFA ውፅዓት ኦፕቲካል ሃይል የግቤት ሃይል መዋዠቅ ምንም ይሁን ምን የቋሚነት ስለሚቆይ ስርዓቱ በራስ-ሰር ይረጋጋል።
1.2 ቀላል የተግባር እቅድ (EDFA)
ከላይ ያለው ምስል የ EDFA ቀለል ያለ ተግባራዊ እቅድ ያሳያል ከሌዘር ላይ ያለው የፓምፕ ምልክት ወደ ግብዓት ኦፕቲካል ሲግናል (በ 1480 nm ወይም 980 nm) በWDM coupler በኩል የሚጨመርበት።
ይህ ሥዕላዊ መግለጫ በጣም መሠረታዊ የሆነ EDF ማጉያ ያሳያል።የፓምፕ ምልክት የሞገድ ርዝመት (በ 50 ሜጋ ዋት ገደማ የፓምፕ ኃይል) 1480 nm ወይም 980 nm ነው.የዚህ የፓምፕ ምልክት የተወሰነ ክፍል በኤርቢየም-ዶፒድ ፋይበር አጭር ርዝመት ውስጥ በተቀሰቀሰ ልቀት ወደ ግብዓት ኦፕቲካል ሲግናል ይተላለፋል።ከ5-15 ዲቢቢ የሚሆን የተለመደ የኦፕቲካል ትርፍ እና ከ10 ዲቢቢ ያነሰ የድምጽ ምስል አለው።ለ 1550 nm አሠራር ከ30-40 ዲቢቢ ኦፕቲካል ትርፍ ማግኘት ይቻላል.
1.3 የኤዲኤፍኤ ተግባራዊ መሆን
ከላይ ያለው ምስል በWDM መተግበሪያ ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ የ EDFA ቀለል ያለ አሰራርን እና ተግባራዊ መዋቅሩን ያሳያል።
እንደሚታየው, የሚከተሉትን ዋና ዋና ክፍሎች ያካትታል:
-
በመግቢያው ላይ ገለልተኛ።ይህ በ EDFA የሚፈጠረውን ድምጽ ወደ አስተላላፊው ጫፍ እንዳይሰራጭ ያደርገዋል።
-
የWDM አጣማሪ።ዝቅተኛ ኃይል ያለው 1550 nm የኦፕቲካል ግብዓት መረጃ ምልክት ከከፍተኛ ኃይል ፓምፑ ኦፕቲካል ሲግናል (ከፓምፕ ምንጭ እንደ ሌዘር) በ 980 nm የሞገድ ርዝመት ያጣምራል።
-
የ erbium-doped ሲሊካ ፋይበር ትንሽ ክፍል።እንደ እውነቱ ከሆነ, ይህ የኢ.ዲ.ኤፍ.ኤ.ኤ.ኤ.ኤፍ.ኤ.ኤ.
-
በውጤቱ ላይ ገለልተኛ።ወደ erbium-doped ሲሊካ ፋይበር ውስጥ እንዳይገባ ማንኛውንም ከኋላ የሚያንፀባርቅ የኦፕቲካል ምልክትን ለመከላከል ይረዳል።
የመጨረሻው የውጤት ምልክት የ1550 nm የሞገድ ርዝመት ያለው የኦፕቲካል ዳታ ሲግናል ቀሪው 980 nm የሞገድ ርዝመት ያለው የፓምፕ ምልክት ነው።
የ Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFAs) ዓይነቶች
የኤርቢየም-ዶፔድ ፋይበር አምፕሊፋየሮች (EDFAs) ሁለት ዓይነት አወቃቀሮች አሉ።
-
ኤዲኤፍኤ ከጋራ ማሰራጨት ፓምፕ ጋር
-
ኤዲኤፍኤ ከፀረ-ማባዛት ፓምፕ ጋር
ከዚህ በታች ያለው ምስል በ EDFA መዋቅሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ የሚችሉ የፀረ-ፕሮፓጋንዳ ፓምፕ እና የሁለት አቅጣጫዊ የፓምፕ ዝግጅቶችን ያሳያል።
የተለያዩ የፓምፕ ዝግጅቶች
አብሮ የሚሰራ ፓምፕ ኤዲኤፍኤ ዝቅተኛ ጫጫታ ያለው ዝቅተኛ የውጤት ኦፕቲካል ሃይል ያሳያል።የጸረ-ማባዛት ፓምፕ EDFA ከፍተኛ የውጤት ኦፕቲካል ሃይልን ይሰጣል ነገር ግን ከፍተኛ ድምጽንም ይፈጥራል።በተለመደው የንግድ ኢዲኤፍኤ፣ ባለ ሁለት አቅጣጫ ፓምፑ በአንድ ጊዜ አብሮ የሚሰራጭ እና ተቃራኒ-ማባዛት ያለው ፓምፕ ጥቅም ላይ የሚውል ሲሆን ይህም በአንጻራዊነት ተመሳሳይ የሆነ የኦፕቲካል ጥቅም ያስገኛል።
የ EDFA አተገባበር እንደ ማበልጸጊያ፣ መስመር ውስጥ እና ቅድመ ማጉያ
በኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ማያያዣ የረጅም ጊዜ አተገባበር ውስጥ፣ EDFAs በኦፕቲካል አስተላላፊው ውፅዓት ላይ እንደ ማጠናከሪያ ማጉያ፣ የመስመር ላይ ኦፕቲካል ማጉያ ከኦፕቲካል ፋይበር ጋር እንዲሁም ቅድመ-አምፕሊፋየር ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ከላይ ባለው ስእል እንደሚታየው ተቀባይ.
በመስመር ላይ ኢዲኤፍኤዎች በፋይበር ብክነት ላይ በመመስረት በ20-100 ኪ.ሜ ርቀት ላይ እንደሚቀመጡ ልብ ሊባል ይችላል።የኦፕቲካል ግቤት ምልክቱ በ 1.55 μm የሞገድ ርዝመት ሲሆን የፓምፕ ሌዘር በ 1.48 μm ወይም 980 nm የሞገድ ርዝመት ይሠራል.የ Erbium-doped ፋይበር የተለመደው ርዝመት 10-50 ሜትር ነው.
በ EDFAs ውስጥ የማጉላት ዘዴ
ቀደም ሲል እንደተገለፀው በ EDFA ውስጥ ያለው የማጉላት ዘዴ በሌዘር ውስጥ ካለው ጋር ተመሳሳይ በሆነ በተቀሰቀሰ ልቀት ላይ የተመሠረተ ነው።ከኦፕቲካል ፓምፕ ሲግናል (በሌላ ሌዘር የሚመረተው) ከፍተኛ ሃይል በሲሊካ ፋይበር ውስጥ የሚገኘውን ዶፓንት erbium ions (Er3+) ያበረታታል።የግብአት ኦፕቲካል ዳታ ሲግናል የተደሰቱትን የኤርቢየም አየኖች ወደ ታችኛው የኢነርጂ ሁኔታ እንዲሸጋገሩ ያነሳሳል እና የፎቶኖች ጨረር በተመሳሳይ ሃይል ማለትም ከግብአት ኦፕቲካል ሲግናል ጋር ተመሳሳይ የሆነ የሞገድ ርዝመት ይፈጥራል።
የኢነርጂ-ደረጃ ንድፍነፃ የኤርቢየም ions የኃይል ባንድ ደረጃን ያሳያል።የኤርቢየም ionዎች ወደ ሲሊካ ፋይበር ውስጥ ሲጨመሩ እያንዳንዱ የኃይል ደረጃቸው ወደ ብዙ ተዛማጅ ደረጃዎች በመከፋፈል የኢነርጂ ባንድ ይመሰርታል።
1.4 በ EDFA ውስጥ የማጉላት ዘዴ
የህዝብ ግልበጣን ለማግኘት ኤር3+ አየኖች በመካከለኛ ደረጃ ላይ ይጣላሉ 2. በተዘዋዋሪ መንገድ (980-nm pumping) ኤር3+ ionዎች ያለማቋረጥ ከደረጃ 1 ወደ ደረጃ 3 ይንቀሳቀሳሉ። ከጨረር-አልባ መበስበስ ወደ ደረጃ 2 ይከተላል። ወደ ደረጃ 1 የሚወድቁበት, የኦፕቲካል ምልክቶችን በሚፈለገው የሞገድ ርዝመት 1500-1600 nm.ይህ ባለ 3-ደረጃ ማጉላት ዘዴ በመባል ይታወቃል።
ለተጨማሪ Erbium-doped ምርቶች፣ እባክዎን በድረ-ገጻችን ላይ ይመልከቱ።
https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/
ኢሜል፡-devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: + 86-18113047438
ፋክስ: + 86-2887897578
አክል፡ No.23፣ Chaoyang መንገድ፣ Xihe street፣ Longquanyi distrcit፣ Chengdu፣610107፣ ቻይና።
የዝማኔ ጊዜ፡- ጁል-05-2022
