Описание: Волоконный усилитель с примесью эрбияОптический усилитель EDFA
Усилитель на основе оптического волокна, легированного эрбием (ЭДФА(то есть, оптический усилитель сигнала с легированием Er3+ в сердцевине волокна, передающий сигнал) — это первый оптический усилитель, разработанный Университетом Саутгемптона в 1985 году, и одно из величайших изобретений в области волоконно-оптической связи. Легированное эрбием волокно — это тип волокна, в котором небольшое количество ионов редкоземельного элемента эрбия (Er) находится в кварцевом волокне, которое является сердцевинойВолоконный усилитель, легированный эрбиемС конца 1980-х годов были достигнуты значительные успехи в исследованиях волоконных усилителей, легированных эрбием. Технология WDM значительно увеличила пропускную способность волоконно-оптической связи. Это наиболее широко используемый оптический усилитель в волоконно-оптической связи.
Применение: Оптический волоконный усилитель — это устройство, которое напрямую усиливает оптический сигнал в волоконно-оптической системе связи. В системах связи, использующих оптическое волокно, это технология, которая напрямую усиливает оптический сигнал без преобразования его в электрический. Волоконный усилитель с примесью эрбия (EDFA, то есть усилитель оптического сигнала с ионами эрбия Er3+ в сердцевине волокна, передающий сигнал) — это первый оптический усилитель, разработанный Университетом Саутгемптона в Великобритании и Университетом Тохоку в Японии, и одно из величайших изобретений в волоконно-оптической связи. Волокно с примесью эрбия — это тип волокна, в котором небольшое количество ионов редкоземельного элемента эрбия (Er) находится в кварцевом волокне, являющемся сердцевиной волоконного усилителя с примесью эрбия. С конца 1980-х годов в исследованиях волоконных усилителей с примесью эрбия были достигнуты значительные успехи. Технология WDM значительно увеличила пропускную способность волоконно-оптической связи. Это наиболее широко используемый оптический усилитель в волоконно-оптической связи.
Основной параметр
Название слова: Волоконный усилитель, легированный эрбием
Связанный термин:Оптический усилитель
Кварцевое волокно, легированное редкоземельными элементами (такими как Nd, Er, Pr, Tm и др.), может формировать многоуровневую лазерную систему и напрямую усиливать входной сигнальный свет под действием накачки. После обеспечения соответствующей обратной связи формируется волоконный лазер. Рабочие длины волн легированного наночастицами волоконного усилителя составляют 1060 нм и 1330 нм, но его разработка и применение ограничены из-за отклонения от оптимального порта волоконной связи и по ряду других причин. Рабочие длины волн EDFA и PDFA находятся в диапазоне наименьших потерь (1550 нм) и нулевой дисперсии (1300 нм) волоконно-оптической связи соответственно, а TDFA работает в S-диапазоне, что очень подходит для применения в системах волоконной связи. Особенно EDFA, наиболее быстро развивающийся, получил практическое применение.
Благодаря развитию волокон, легированных эрбием, постоянно появляются новые волоконные усилители. Например, двухдиапазонный волоконный усилитель (DBFA) на основе волокна, легированного эрбием, представляет собой широкополосный оптический усилитель, который может охватывать почти всю полосу пропускания мультиплексирования с разделением по длинам волн (WDM). Аналогичным продуктом является сверхширокополосный оптический усилитель (UWOA), полоса пропускания которого позволяет усиливать до 100 каналов с разными длинами волн в одном волокне.
Практическое применение
Применение волоконно-оптического усилителя с легированием эрбием (EDFA-усилителя) в традиционных оптоволоконных системах цифровой связи позволяет значительно сократить количество оптических ретрансляторов и существенно увеличить дальность передачи, что имеет большое значение для магистральных кабельных систем большой протяженности.
К основным областям его применения относятся:
1. Может использоваться в качестве усилителя светового сигнала на расстоянии. Традиционные электронные волоконно-оптические ретрансляторы имеют множество ограничений. Например, при преобразовании цифрового и аналогового сигналов ретранслятор необходимо соответствующим образом заменять; при переходе оборудования с низкой скорости на высокую скорость ретранслятор необходимо заменять. Они передают только сигналы одной и той же длины волны, а их конструкция сложна, дорога и т.д. Усилители на основе легированного эрбием волокна преодолевают эти недостатки, поскольку не только не требуют замены при изменении режима сигнала, но и не нуждаются в замене при расширении оборудования или использовании для оптического мультиплексирования с разделением по длинам волн.
2. Может использоваться в качестве пост-усилителя оптического передатчика и предусилителя оптического приемника. В качестве пост-усилителя оптического передатчика мощность передачи лазера может быть увеличена с 0 дБ до +10 дБ. При использовании в качестве предусилителя оптического приемника его чувствительность также может быть значительно улучшена. Таким образом, на линии устанавливается всего 1-2 эрбиевых усилителя, и дальность передачи сигнала может быть увеличена на 100-200 км.
Кроме того, волоконный усилитель, легированный эрбием (Усилитель EDFA) для решения проблемы. Уникальные преимущества волоконных усилителей, легированных эрбием, признаны во всем мире и находят все более широкое применение. Однако у волоконных усилителей, легированных эрбием, есть и некоторые ограничения. Например, в дальней связи невозможно обеспечить стабильные соединения, сложнее поддерживать связь между станциями, трудно обнаружить неисправности, срок службы источника накачки невелик. С непрерывным развитием технологии волоконно-оптической связи эти проблемы будут удовлетворительно решены.
Дата публикации: 14 марта 2025 г.