எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் (EDFAகள்)

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் (EDFAகள்) எர்பியம் (Er3+) போன்ற அரிய-பூமி கூறுகளை பெருக்க ஊடகமாகப் பயன்படுத்துகின்றன.உற்பத்தி செயல்பாட்டின் போது இது ஃபைபர் மையத்தில் டோப் செய்யப்படுகிறது.இது கண்ணாடியால் செய்யப்பட்ட ஒரு சிறிய ஃபைபர் (பொதுவாக 10 மீ அல்லது அதற்கு மேல்) கொண்டுள்ளது, இதில் ஒரு சிறிய கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவு எர்பியம் ஒரு அயனி (Er3+) வடிவத்தில் ஒரு டோபண்டாக சேர்க்கப்படுகிறது.இதனால், சிலிக்கா ஃபைபர் ஒரு புரவலன் ஊடகமாக செயல்படுகிறது.இயக்க அலைநீளம் மற்றும் ஆதாய அலைவரிசையை தீர்மானிக்கும் சிலிக்கா ஃபைபரை விட டோபண்டுகள் (எர்பியம்) ஆகும்.EDFAகள் பொதுவாக 1550 nm அலைநீளப் பகுதியில் இயங்குகின்றன மற்றும் 1 Tbps ஐ விட அதிகமான திறன்களை வழங்க முடியும்.எனவே, அவை WDM அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு கொள்கையானது EDFA இன் பெருக்க பொறிமுறைக்கு பொருந்தும்.டோபான்ட் (எர்பியம் அயன்) உயர் ஆற்றல் நிலையில் இருக்கும்போது, ​​உள்ளீட்டு ஒளியியல் சமிக்ஞையின் ஒரு நிகழ்வு ஃபோட்டான் அதைத் தூண்டும்.இது அதன் ஆற்றலில் சிலவற்றை டோபண்டிற்கு வெளியிடுகிறது மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு ("தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு") திரும்புகிறது, அது மிகவும் நிலையானது.கீழே உள்ள படம் EDFA இன் அடிப்படை கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது.

1.1 EDFA இன் அடிப்படை அமைப்பு

பம்ப் லேசர் டையோடு பொதுவாக அதிக சக்தியில் (~ 10-200 மெகாவாட்) அலைநீளத்தின் ஒளியியல் சமிக்ஞையை (980 nm அல்லது 1480 nm இல்) உருவாக்குகிறது.இந்த சமிக்ஞை WDM கப்ளர் மூலம் சிலிக்கா ஃபைபரின் எர்பியம்டோப் செய்யப்பட்ட பிரிவில் உள்ள ஒளி உள்ளீட்டு சமிக்ஞையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.எர்பியம் அயனிகள் இந்த பம்ப் சிக்னல் ஆற்றலை உறிஞ்சி, அவற்றின் உற்சாகமான நிலைக்குத் தாவும்.அவுட்புட் லைட் சிக்னலின் ஒரு பகுதி தட்டப்பட்டு, ஆப்டிகல் ஃபில்டர் மற்றும் டிடெக்டர் மூலம் பம்ப் லேசரின் உள்ளீட்டில் மீண்டும் செலுத்தப்படுகிறது.இது EDFA களை சுய-ஒழுங்குபடுத்தும் பெருக்கிகளாக உருவாக்க, பின்னூட்ட சக்தி கட்டுப்பாட்டு பொறிமுறையாக செயல்படுகிறது.அனைத்து மெட்டாஸ்டேபிள் எலக்ட்ரான்களும் நுகரப்படும் போது மேலும் பெருக்கம் ஏற்படாது.எனவே, உள்ளீட்டு சக்தி ஏற்ற இறக்கம் ஏதேனும் இருந்தால், EDFA இன் வெளியீட்டு ஒளியியல் சக்தி கிட்டத்தட்ட நிலையானதாக இருப்பதால், கணினி தானாகவே நிலைபெறுகிறது.

1.2 EDFA இன் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டுத் திட்டம்

மேலே உள்ள படம் EDFA இன் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டுத் திட்டத்தைக் காட்டுகிறது, இதில் லேசரிலிருந்து ஒரு பம்ப் சிக்னல் WDM கப்ளர் மூலம் உள்ளீட்டு ஆப்டிகல் சிக்னலில் (1480 nm அல்லது 980 nm இல்) சேர்க்கப்படுகிறது.

இந்த வரைபடம் மிகவும் அடிப்படையான EDF பெருக்கியைக் காட்டுகிறது.பம்ப் சிக்னலின் அலைநீளம் (சுமார் 50 மெகாவாட் பம்ப் சக்தியுடன்) 1480 nm அல்லது 980 nm ஆகும்.இந்த பம்ப் சிக்னலின் சில பகுதி எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபரின் குறுகிய நீளத்திற்குள் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் உள்ளீட்டு ஆப்டிகல் சிக்னலுக்கு மாற்றப்படுகிறது.இது வழக்கமான ஆப்டிகல் ஆதாயத்தை சுமார் 5-15 dB மற்றும் 10 dB க்கும் குறைவான இரைச்சல் எண்ணிக்கையைக் கொண்டுள்ளது.1550 nm செயல்பாட்டிற்கு, 30-40 dB ஆப்டிகல் ஆதாயத்தைப் பெற முடியும்.

1.3 EDFA இன் நடைமுறை உணர்தல்

WDM பயன்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​அதன் நடைமுறை அமைப்புடன் கூடிய EDFA இன் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டை மேலே உள்ள படம் சித்தரிக்கிறது.

காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இது பின்வரும் முக்கிய பகுதிகளை உள்ளடக்கியது:

• உள்ளீட்டில் ஒரு தனிமைப்படுத்தி.இது EDFA ஆல் உருவாக்கப்படும் சத்தத்தை டிரான்ஸ்மிட்டர் முனையை நோக்கிப் பரவவிடாமல் தடுக்கிறது.

• ஒரு WDM கப்ளர்.இது குறைந்த-சக்தி 1550 nm ஆப்டிகல் உள்ளீட்டு தரவு சமிக்ஞையை உயர்-சக்தி பம்பிங் ஆப்டிகல் சிக்னலுடன் (லேசர் போன்ற பம்ப் மூலத்திலிருந்து) 980 nm அலைநீளத்தில் ஒருங்கிணைக்கிறது.

• எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட சிலிக்கா ஃபைபரின் ஒரு சிறிய பகுதி.உண்மையில், இது EDFA இன் செயலில் உள்ள ஊடகமாக செயல்படுகிறது.

• வெளியீட்டில் ஒரு தனிமைப்படுத்தி.எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட சிலிக்கா ஃபைபருக்குள் நுழைவதைத் தடுக்க இது உதவுகிறது.

இறுதி வெளியீட்டு சமிக்ஞையானது பெருக்கப்பட்ட 1550 nm அலைநீள ஆப்டிகல் தரவு சிக்னலுடன் எஞ்சிய 980 nm அலைநீள பம்ப் சமிக்ஞையாகும்.

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகளின் வகைகள் (EDFAகள்)

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகளில் (EDFAகள்) இரண்டு வகையான கட்டமைப்புகள் உள்ளன:

• இணை-பரப்பு பம்ப் உடன் EDFA

• எதிர்-பிரச்சார பம்புடன் EDFA

கீழே உள்ள படம், EDFA கட்டமைப்புகளில் பயன்படுத்தக்கூடிய எதிர்-பரப்பு பம்ப் மற்றும் இருதரப்பு பம்ப் ஏற்பாடுகளைக் காட்டுகிறது.

வெவ்வேறு பம்ப் ஏற்பாடுகள்

ஒரு இணை-பரப்பு பம்ப் EDFA குறைந்த சத்தத்துடன் குறைந்த வெளியீட்டு ஒளியியல் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது;எதிர்-பிரசாரம் செய்யும் பம்ப் EDFA அதிக வெளியீட்டு ஒளியியல் சக்தியை வழங்குகிறது ஆனால் அதிக சத்தத்தையும் உருவாக்குகிறது.ஒரு பொதுவான வணிக EDFA இல், ஒரே நேரத்தில் இணை-பிரசாரம் மற்றும் எதிர்-பரப்பு பம்பிங் கொண்ட இரு-திசை பம்ப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒப்பீட்டளவில் சீரான ஒளியியல் ஆதாயத்தை விளைவிக்கிறது.

EDFA இன் பூஸ்டர், இன்-லைன் மற்றும் முன்-பெருக்கியாகப் பயன்படுத்துதல்

ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு இணைப்பின் நீண்ட தூர பயன்பாட்டில், ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்மிட்டரின் வெளியீட்டில் பூஸ்டர் பெருக்கியாக, ஆப்டிகல் ஃபைபருடன் இன்-லைன் ஆப்டிகல் ஆம்ப்ளிஃபையர் மற்றும் முன்-பெருக்கியாக EDFA களைப் பயன்படுத்தலாம். ரிசீவர், மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

ஃபைபர் இழப்பைப் பொறுத்து இன்-லைன் EDFAகள் 20-100 கிமீ தொலைவில் வைக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ளலாம்.ஆப்டிகல் உள்ளீட்டு சமிக்ஞை 1.55 μm அலைநீளத்தில் உள்ளது, அதேசமயம் பம்ப் லேசர்கள் 1.48 μm அல்லது 980 nm அலைநீளத்தில் இயங்குகின்றன.எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட இழையின் வழக்கமான நீளம் 10-50 மீ.

EDFA களில் பெருக்க பொறிமுறை

முன்பு கூறியது போல், EDFA இல் உள்ள பெருக்க பொறிமுறையானது லேசரில் உள்ளதைப் போன்ற தூண்டப்பட்ட உமிழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது.ஆப்டிகல் பம்ப் சிக்னலில் இருந்து அதிக ஆற்றல் (மற்றொரு லேசர் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது) மேல் ஆற்றல் நிலையில் சிலிக்கா ஃபைபரில் உள்ள டோபண்ட் எர்பியம் அயனிகளை (Er3+) உற்சாகப்படுத்துகிறது.உள்ளீட்டு ஒளியியல் தரவு சமிக்ஞை உற்சாகமான எர்பியம் அயனிகளை குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாற்றுவதைத் தூண்டுகிறது மற்றும் அதே ஆற்றலைக் கொண்ட ஃபோட்டான்களின் கதிர்வீச்சை விளைவிக்கிறது, அதாவது உள்ளீட்டு ஒளியியல் சமிக்ஞையின் அதே அலைநீளம்.

ஆற்றல் நிலை வரைபடம்: இலவச எர்பியம் அயனிகள் ஆற்றல் பட்டையின் தனித்துவமான நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.எர்பியம் அயனிகள் ஒரு சிலிக்கா ஃபைபருக்குள் டோப் செய்யப்படும்போது, ​​அவற்றின் ஒவ்வொரு ஆற்றல் மட்டங்களும் பல நெருங்கிய தொடர்புடைய நிலைகளாகப் பிரிந்து ஒரு ஆற்றல் பட்டையை உருவாக்குகின்றன.

1.4 EDFA இல் பெருக்க வழிமுறை

மக்கள்தொகை தலைகீழ் நிலையை அடைய, Er3+ அயனிகள் இடைநிலை நிலை 2 இல் பம்ப் செய்யப்படுகின்றன. மறைமுக முறையில் (980-nm பம்ப்பிங்), Er3+ அயனிகள் நிலை 1 இலிருந்து நிலை 3 க்கு தொடர்ந்து நகர்த்தப்படுகின்றன. அதைத் தொடர்ந்து கதிரியக்கச் சிதைவு இல்லாமல் நிலை 2 க்கு, 1500-1600 nm இன் விரும்பிய அலைநீளத்தில் ஆப்டிகல் சிக்னல்களை கதிர்வீச்சு, நிலை 1 க்கு அவை விழுகின்றன.இது 3-நிலை பெருக்க வழிமுறை என அழைக்கப்படுகிறது.

மேலும் எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட தயாரிப்புகளுக்கு, எங்கள் இணையதளத்தில் பார்க்கவும்.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

மின்னஞ்சல்:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

தொலைநகல்: +86-2887897578

சேர்: No.23, Chaoyang சாலை, Xihe தெரு, Longquanyi மாவட்டம், Chengdu,610107, சீனா.