¿Cuál es el principio del amplificador de fibra dopada con erbio? ¿Cuáles son las aplicaciones de los amplificadores de fibra dopada con erbio?

Amplificador de fibra dopada con erbio

El amplificador de fibra es un dispositivo amplificador óptico que amplifica directamente señales ópticas en sistemas de comunicación de fibra óptica. En un sistema de comunicación que utiliza fibra óptica, es una tecnología que amplifica directamente la señal óptica sin convertirla en señal eléctrica.

El amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA es un amplificador de señal óptica dopado con iones de erbio Er3 en el núcleo de la fibra por donde pasa la señal.) es el primer amplificador óptico desarrollado con éxito por la Universidad de Southampton en Reino Unido en 1985. Es uno de los mayores inventos en comunicaciones de fibra óptica.

La fibra óptica dopada con erbio es una fibra óptica en la que una pequeña cantidad de iones de erbio (Er) del elemento de tierras raras están dopados en una fibra óptica de cuarzo. Es el núcleo del amplificador de fibra dopada con erbio. Desde finales de la década de 1980, la investigación sobre amplificadores de fibra dopada con erbio ha seguido logrando importantes avances. La tecnología WDM ha aumentado enormemente la capacidad de las comunicaciones por fibra óptica. Se ha convertido en el dispositivo amplificador óptico más utilizado en las comunicaciones actuales por fibra óptica.

Nombre de la palabra: Amplificador de fibra dopada con erbio

Alias ​​comunes: Amplificador de aplicación de fibra dopada con erbio

Abreviatura: EDFA

Origen: Amplificador de fibra dopada con Er

Términos relacionados: Amplificador óptico

La fibra óptica de cuarzo puede formar niveles de energía múltiple después de ser dopada con elementos de tierras raras (como Nd, Er , Pr, Tm, etc.) El sistema láser amplifica directamente la luz de señal de entrada bajo la acción de la luz de la bomba. Después de proporcionar la información adecuada, se forma un láser de fibra. Las longitudes de onda operativas de los amplificadores de fibra dopada con Nd son 1060 nm y 1330 nm. Debido a la desviación del sumidero óptimo para las comunicaciones de fibra óptica y otras razones, su desarrollo y aplicación son limitados. Las longitudes de onda de trabajo de EDFA y PDFA se encuentran respectivamente en las ventanas de pérdida mínima (1550 nm) y longitud de onda de dispersión cero (1300 nm) de la comunicación por fibra óptica. TDFA funciona en la banda S, las cuales son muy adecuadas para aplicaciones de sistemas de comunicación por fibra óptica. En particular, EDFA es el que se ha desarrollado más rápidamente y se ha puesto en práctica.

A partir del desarrollo de la fibra dopada con erbio, constantemente surgen muchos nuevos amplificadores de fibra. Por ejemplo, el amplificador de fibra de doble banda (DBFA) basado en fibra dopada con erbio es un amplificador óptico de banda ancha con un. El ancho de banda de casi puede cubrir todo el ancho de banda de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Productos similares incluyen amplificadores ópticos de banda ultra ancha (UWOA), cuyo ancho de banda de cobertura puede amplificar hasta 100 canales de longitud de onda en una sola fibra óptica.

El principio de EDFA

La estructura básica de EDFA se muestra en la Figura 1 (a). Consiste principalmente en medios activos (fibra óptica de cuarzo dopada con erb de aproximadamente decenas de metros de largo). , con un diámetro de núcleo de 3-5 micrones, concentración de dopaje (25-1000)x10-6), fuente de luz de bomba (990 o 1480 nm LD), acoplador óptico y aislador óptico. La luz de señal y la luz de la bomba pueden propagarse en la misma dirección (bombeo codireccional), direcciones opuestas (bombeo inverso) o ambas direcciones (bombeo bidireccional) en la fibra de erbio. Cuando la luz de señal y la luz de la bomba se inyectan en la fibra de erbio al mismo tiempo, los iones de erbio se excitan a un alto nivel de energía bajo la acción de la luz de la bomba (Figura 1 (b), sistema de tres niveles), y decae rápidamente al nivel de energía metaestable, cuando regresa al estado fundamental bajo la acción de la luz de señal incidente, emite fotones correspondientes a la luz de señal, de modo que la señal se amplifica. La Figura 1 (c) es un espectro de emisión espontánea amplificada (ASE) con un gran ancho de banda (hasta 20-40 nm) y dos picos correspondientes a 1530 nm y 1550 nm respectivamente.

Las principales ventajas de EDFA son alta ganancia, gran ancho de banda, alta potencia de salida, alta eficiencia de bomba, baja pérdida de inserción e insensibilidad al estado de polarización.

Para conocer la aplicación del amplificador de fibra dopada con erbio en CATV, consulte: "Amplificador de fibra de señal CATV (EDFA) de 1550 nm"

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Referencias: Enciclopedia Baidu gt; Explorar entrada/view/265508.htm