Техническая схема усилительной системы EDFA L-диапазона

EDFA использует волокно, легированное ионами эрбия, в качестве среды усиления, что создает инверсию населенности под действием света накачки. Он реализует усиление стимулированного излучения под действием светового сигнала.
Ионы эрбия имеют три энергетических уровня. Они находятся на самом низком энергетическом уровне E1, когда они не возбуждаются никаким светом. Когда волокно непрерывно возбуждается лазером источника света 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. Из-за непрерывного возбуждения источника света накачки число частиц на энергетическом уровне E2 будет продолжать увеличиваться, а число частиц на энергетическом уровне E1 будет увеличиваться. Таким образом, в легированном эрбием волокне реализуется распределение инверсии населенности, и имеются условия для обучения оптического усиления.
Когда энергия фотона входного сигнала E=hf точно равна разнице уровней энергии между E2 и E1, E2-E1=hf, частицы в метастабильном состоянии перейдут в основное состояние E1 в виде стимулированного излучения. Излучение и вход Фотоны в сигнале идентичны фотонам, таким образом значительно увеличивая число фотонов, делая входной оптический сигнал сильным выходным оптическим сигналом в легированном эрбием волокне, реализуя прямое усиление оптического сигнала.

2. Схема системы и введение в базовое устройство
2.1. Принципиальная схема системы оптоволоконного усилителя L-диапазона выглядит следующим образом: