Техническая схема системы усилителя EDFA L-диапазона

В усилителе EDFA в качестве среды усиления используется волокно, легированное ионами эрбия, которое вызывает инверсию населенности под действием накачки. Это позволяет реализовать усиление стимулированного излучения под воздействием сигнального света.
Ионы эрбия имеют три энергетических уровня. На самом низком энергетическом уровне, E1, они находятся, когда не возбуждаются никаким светом. Когда волокно непрерывно возбуждается лазером-накачивающим источником, частицы в основном состоянии получают энергию и переходят на более высокий энергетический уровень. Например, переход с E1 на E3 происходит потому, что частица нестабильна на высоком энергетическом уровне E3, и в процессе безызлучательного перехода она быстро переходит в метастабильное состояние E2. На этом энергетическом уровне частицы имеют относительно длительное время жизни. Благодаря непрерывному возбуждению лазером-накачивающим источником количество частиц на энергетическом уровне E2 будет продолжать расти, а количество частиц на энергетическом уровне E1 будет увеличиваться. Таким образом, в эрбий-легированном волокне реализуется инверсия населенности, и создаются условия для обучения оптическому усилению.
Когда энергия фотонов входного сигнала E=hf точно равна разности энергетических уровней между E2 и E1, E2-E1=hf, частицы в метастабильном состоянии переходят в основное состояние E1 в виде стимулированного излучения. Излучение и входные фотоны в сигнале идентичны фотонам, что значительно увеличивает количество фотонов, превращая входной оптический сигнал в мощный выходной оптический сигнал в эрбий-легированном волокне, обеспечивая прямое усиление оптического сигнала.

2. Схема системы и описание основных устройств.
2.1. Схема системы оптического волоконного усилителя L-диапазона представлена ​​ниже: