K-pásmový erbium dopovaný vlákno malý signální zesilovač

Pracovní princip

Erbium dopované vlákno je jádro složkou PA zesilovačů, které zesilují optické signály dopingem erbia vzácné zeminy (ER) do jádra vlákna. Erbiové ionty mají strukturu speciální úrovně energie a když jsou vzrušeny světlem čerpadla, přecházejí z nízké hladiny energie na vysokou hladinu energie. Když signální světlo prochází vláknem dotovaným erbiem, stimulují se ionty erbia s vysokou energií k emitování fotonů stejnou fází, frekvencí a polarizačním stavem jako signální světlo, čímž se zvyšuje intenzitu signálního světla a dosažení amplifikace.

Světlo čerpadla je světelný zdroj, který poskytuje energii pro ionty erbia, obvykle za použití polovodičových laserů (jako je 980nm nebo 1480nm vlnové lasery). Poté, co světlo čerpadla vstoupí do vlákna dopovaného dotovým erbiem, interaguje s ionty erbia, což způsobuje přechod na vysokou energetickou hladinu. Tyto vysokoenergetické erbiové ionty generují fotony identické se signálním světlem prostřednictvím stimulované emise a dosahují amplifikace signálního světla. Tento čerpací mechanismus umožňuje zesilovačům PA emitovat velké optické signály bez přímého přeměny signálního světla na elektrické signály.

Aby se zajistila kvalita amplifikovaného signálu, PA zesilovače snižují šum optimalizací struktury vláken dotovaných erbiovým, výběrem vhodných vlnových délek a sil čerpadla a dalšími opatřeními. Hluk šumu je řízen na ≤ 4,5 dB, aby se zajistilo, že zesilovač udržuje dobrý poměr signálu k šumu a zesiluje signál, čímž se zlepšuje kvalitu signálu.

Scénáře aplikací

V komunikačních systémech optických vláken se z-pásmo-dopované vlákniny malé signální zesilovače používají k kompenzaci ztráty optických signálů ve vláknových optických vazbách, zlepšení přenosové vzdálenosti a kapacity komunikačního systému. Například v komunikačních systémech pro kabely s optickými kabely podmořských vláken může tento zesilovač účinně obnovit oslabenou sílu optického signálu a zajistit kvalitu a spolehlivost komunikace.

V sítích senzoru optických vláken může tento zesilovač zesílit slabý výstup optického signálu senzorem a zlepšit přesnost měření senzoru. Například v senzorech teploty optických vláken může zesílit změny intenzity optických signálů způsobených změnami teploty, což zajišťuje přesnost měření teploty.

Ve vláknových laserových systémech lze pro zvýšení síly laserových zdrojů semen, čímž se získá vyšší výstupy laseru, které lze použít pro aplikace, jako je zpracování materiálu a ošetření laserem, které lze použít malového signálního zesilovače C-pásma dotovaného erbie.