Техническая схема системы усилителя EDFA L-диапазона

В EDFA в качестве активной среды используется волокно, легированное ионами эрбия, которое создает инверсию населенностей под действием света накачки. Это обеспечивает усиление стимулированного излучения под действием сигнального света.
Ионы эрбия имеют три энергетических уровня. Они находятся на самом нижнем энергетическом уровне, E1, когда они не возбуждаются никаким светом. Когда волокно непрерывно возбуждается лазером источника накачки, частицы в основном состоянии получают энергию и переходят на более высокий энергетический уровень. Например, переход из E1 в E3, поскольку частица нестабильна на высоком энергетическом уровне E3, она быстро перейдет в метастабильное состояние E2 в процессе безызлучательного перехода. На этом энергетическом уровне частицы имеют относительно большую продолжительность жизни. Благодаря непрерывному возбуждению источника накачки число частиц на энергетическом уровне E2 будет продолжать расти, и число частиц на энергетическом уровне E1 будет увеличиваться. Таким образом, в волокне, легированном эрбием, реализуется распределение инверсной населенности, и создаются условия для обучения оптического усиления.
Когда энергия фотона входного сигнала E=hf точно равна разнице энергий между уровнями E2 и E1, E2-E1=hf, частицы из метастабильного состояния перейдут в основное состояние E1 в виде вынужденного излучения. Излучение и входной сигнал. Фотоны в сигнале идентичны фотонам, что значительно увеличивает их число, превращая входной оптический сигнал в мощный выходной оптический сигнал в легированном эрбием волокне, реализуя прямое усиление оптического сигнала.

2. Схема системы и введение в базовое устройство
2.1. Принципиальная схема волоконно-оптической усилительной системы L-диапазона выглядит следующим образом: