Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs)

Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) වර්ධක මාධ්‍යයක් ලෙස erbium (Er3+) වැනි දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය භාවිතා කරයි.නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී එය තන්තු හරයට මාත්‍රණය කරනු ලැබේ.එය සමන්විත වන්නේ කෙටි තන්තු කැබැල්ලකින් (සාමාන්‍යයෙන් මීටර් 10ක් හෝ ඊට වැඩි) වීදුරු වලින් සාදන ලද එහි කුඩා පාලිත එර්බියම් ප්‍රමාණයක් අයන (Er3+) ආකාරයෙන් මාත්‍රණයක් ලෙස එකතු කරනු ලැබේ.මේ අනුව, සිලිකා තන්තු ධාරක මාධ්‍යයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.මෙහෙයුම් තරංග ආයාමය සහ ලාභ කලාප පළල තීරණය කරන්නේ සිලිකා තන්තු වලට වඩා මාත්‍රණ (erbium) ය.EDFAs සාමාන්‍යයෙන් 1550 nm තරංග ආයාම කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වන අතර 1 Tbps ඉක්මවන ධාරිතාවක් ලබා දිය හැක.එබැවින්, ඒවා WDM පද්ධතිවල බහුලව භාවිතා වේ.

EDFA හි විස්තාරණ යාන්ත්‍රණය සඳහා උත්තේජිත විමෝචන මූලධර්මය අදාළ වේ.මාත්‍රණය (එර්බියම් අයනයක්) අධි ශක්ති තත්වයක පවතින විට, ආදාන දෘශ්‍ය සංඥාවේ සිද්ධි ෆෝටෝනයක් එය උත්තේජනය කරයි.එය එහි ශක්තියෙන් කොටසක් මාත්‍රාවට මුදා හරින අතර වඩා ස්ථායී අඩු ශක්ති තත්ත්වයකට ("උත්තේජන විමෝචනය") නැවත පැමිණේ.පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ EDFA එකක මූලික ව්‍යුහයයි.

1.1 EDFA හි මූලික ව්‍යුහය

පොම්ප ලේසර් ඩයෝඩය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ බලයකින් (~ 10-200 mW) තරංග ආයාමයේ දෘශ්‍ය සංඥාවක් (980 nm හෝ 1480 nm දී) නිපදවයි.මෙම සංඥාව WDM coupler හරහා සිලිකා තන්තු වල erbiumdoped කොටසේ ආලෝක ආදාන සංඥාව සමඟ සම්බන්ධ වේ.erbium අයන මෙම පොම්ප සංඥා ශක්තිය අවශෝෂණය කර ඔවුන්ගේ උද්යෝගිමත් තත්ත්වයට පනින්න.ඔප්ටිකල් ෆිල්ටරය සහ අනාවරකය හරහා පොම්ප ලේසර් ආදානයේදී ප්‍රතිදාන ආලෝක සංඥාවේ කොටසක් තට්ටු කර නැවත පෝෂණය වේ.මෙය EDFA ස්වයං-නියාමක ඇම්ප්ලිෆයර් බවට පත් කිරීම සඳහා ප්‍රතිපෝෂණ බල පාලන යාන්ත්‍රණයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.සියලුම metastable ඉලෙක්ට්‍රෝන පරිභෝජනය කරන විට තවදුරටත් විස්තාරණයක් සිදු නොවේ.එබැවින්, ආදාන බල උච්චාවචනය කුමක් වුවත්, EDFA හි ප්‍රතිදාන දෘශ්‍ය බලය පාහේ නියතව පවතින නිසා පද්ධතිය ස්වයංක්‍රීයව ස්ථායී වේ.

1.2 EDFA එකක සරල කළ ක්‍රියාකාරී ක්‍රමලේඛනය

ඉහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ WDM කප්ලර් එකක් හරහා ආදාන දෘශ්‍ය සංඥාවකට (1480 nm හෝ 980 nm දී) ලේසර් මඟින් පොම්ප සංඥාවක් එක් කරන ලද EDFA හි සරල කළ ක්‍රියාකාරී ක්‍රමානුකුලයයි.

මෙම රූප සටහන ඉතා මූලික EDF ඇම්ප්ලිෆයර් පෙන්වයි.පොම්ප සංඥාවේ තරංග ආයාමය (පොම්ප බලය 50 mW පමණ) 1480 nm හෝ 980 nm වේ.මෙම පොම්ප සංඥාවේ යම් කොටසක් Erbium මාත්‍රණය කළ තන්තු වල කෙටි දිගක් තුළ උත්තේජනය කරන ලද විමෝචනය මඟින් ආදාන දෘශ්‍ය සංඥාව වෙත මාරු කරනු ලැබේ.එහි සාමාන්‍ය දෘශ්‍ය ලාභය 5-15 dB පමණ වන අතර 10 dB ට වඩා අඩු ශබ්ද අගයක් ඇත.1550 nm ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා, 30-40 dB දෘශ්‍ය ලාභයක් ලබා ගත හැකිය.

1.3 EDFA ප්‍රායෝගිකව අවබෝධ කර ගැනීම

WDM යෙදුමේ භාවිතා කරන විට එහි ප්‍රායෝගික ව්‍යුහය සමඟ EDFA හි සරල ක්‍රියාකාරිත්වයක් ඉහත රූපයෙන් දැක්වේ.

පෙන්වා ඇති පරිදි, එය පහත ප්රධාන කොටස් ඇතුළත් වේ:

• ආදානයේදී හුදකලාවක්.මෙමගින් EDFA මගින් ජනනය වන ශබ්දය සම්ප්‍රේෂක අන්තය දෙසට ප්‍රචාරණය වීම වළක්වයි.

• WDM කප්ලර් එකක්.එය අඩු බලැති 1550 nm දෘශ්‍ය ආදාන දත්ත සංඥාව 980 nm තරංග ආයාමයේදී අධි බලැති පොම්ප කිරීමේ දෘශ්‍ය සංඥා (ලේසර් වැනි පොම්ප ප්‍රභවයෙන්) සමඟ ඒකාබද්ධ කරයි.

• එර්බියම් මාත්‍රණය කළ සිලිකා තන්තු වල කුඩා කොටසකි.ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙය EDFA හි ක්රියාකාරී මාධ්යය ලෙස සේවය කරයි.

• ප්‍රතිදානයේදී හුදකලාවක්.එය erbium-doped silica තන්තු තුළට ආපසු පරාවර්තනය කරන ලද දෘශ්‍ය සංඥාවක් ඇතුළු වීම වැළැක්වීමට උපකාරී වේ.

අවසාන නිමැවුම් සංඥාව යනු අවශේෂ 980 nm තරංග ආයාම පොම්ප සංඥාවක් සහිත විස්තාරණය කරන ලද 1550 nm තරංග ආයාම දෘශ්‍ය දත්ත සංඥාවකි.

Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs) වර්ග

Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs) හි ව්‍යුහ වර්ග දෙකක් තිබේ:

• සම-ප්රචාරක පොම්පය සමඟ EDFA

• ප්රති-ප්රචාරක පොම්පය සහිත EDFA

පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ EDFA ව්‍යුහයන් තුළ භාවිතා කළ හැකි ප්‍රති-ප්‍රචාරක පොම්පය සහ ද්විපාර්ශ්වික පොම්ප සැකසීම් ය.

විවිධ පොම්ප සැකසුම්

සම-ප්‍රචාරක පොම්පයක් EDFA අඩු ශබ්දයක් සහිත අඩු නිමැවුම් දෘශ්‍ය බලයක් දක්වයි;ප්‍රති-ප්‍රචාරක පොම්පයක් වන අතර EDFA ඉහළ නිමැවුම් දෘශ්‍ය බලයක් සපයන නමුත් වැඩි ශබ්දයක් ද නිපදවයි.සාමාන්‍ය වාණිජ EDFA එකකදී, එකවර සම-ප්‍රචාරක සහ ප්‍රති-ප්‍රචාරක පොම්පයක් සහිත ද්වි-දිශානුගත පොම්පයක් භාවිතා කරනු ලබන අතර එමඟින් සාපේක්ෂ වශයෙන් ඒකාකාර දෘශ්‍ය ලාභයක් ලැබේ.

බූස්ටරය, පේළිය සහ පෙර ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස EDFA යෙදීම

ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන සබැඳියක දිගුකාලීන යෙදුමක දී, EDFAs ප්‍රකාශ සම්ප්‍රේෂකයේ ප්‍රතිදානයේදී බූස්ටර ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස, ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සමඟ පේළිගත ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් මෙන්ම පෙර ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙසද භාවිතා කළ හැක. ඉහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ග්‍රාහකය.

තන්තු අලාභය මත 20-100 km දුරින් පේළියේ EDFA ස්ථානගත කර ඇති බව සටහන් කළ හැකිය.දෘෂ්‍ය ආදාන සංඥාව 1.55 μm තරංග ආයාමයකින් වන අතර, පොම්ප ලේසර් 1.48 μm හෝ 980 nm තරංග ආයාමයකින් ක්‍රියා කරයි.Erbium මාත්‍රණය කළ තන්තු වල සාමාන්‍ය දිග මීටර් 10-50 කි.

EDFA වල විස්තාරණ යාන්ත්‍රණය

කලින් සඳහන් කළ පරිදි, EDFA හි විස්තාරණ යාන්ත්‍රණය පදනම් වී ඇත්තේ ලේසර් වල මෙන් උත්තේජක විමෝචනය මත ය.ඔප්ටිකල් පොම්ප සංඥාවෙන් ලැබෙන ඉහළ ශක්තිය (වෙනත් ලේසර් මගින් නිපදවන ලද) ඉහළ ශක්ති තත්වයේ සිලිකා තන්තුවක ඇති මාත්‍රණ එර්බියම් අයන (Er3+) උද්දීපනය කරයි.ආදාන දෘෂ්‍ය දත්ත සංඥාව මගින් උද්වේගකර ඇති Erbium අයන පහළ ශක්ති තත්ත්වයට සංක්‍රමණය වීම උත්තේජනය කරන අතර ප්‍රතිඵලයක් ලෙස එම ශක්තියම ඇති ෆෝටෝනවල විකිරණ ඇතිවේ, එනම් ආදාන දෘශ්‍ය සංඥාවේ තරංග ආයාමයට සමාන වේ.

බලශක්ති මට්ටමේ රූප සටහන: නිදහස් Erbium අයන ශක්ති කලාපයේ විවික්ත මට්ටම් ප්‍රදර්ශනය කරයි.Erbium අයන සිලිකා තන්තු බවට මාත්‍රණය කළ විට, ඒවායේ එක් එක් ශක්ති මට්ටම් සමීපව සම්බන්ධ මට්ටම් ගණනාවකට බෙදී ශක්ති කලාපයක් සාදයි.

1.4 EDFA හි විස්තාරණ යාන්ත්‍රණය

ජනගහන ප්‍රතිලෝම ලබා ගැනීම සඳහා, Er3+ අයන අතරමැදි මට්ටමේ 2 හිදී පොම්ප කරනු ලැබේ. වක්‍ර ක්‍රමයේදී (980-nm පොම්ප කිරීම), Er3+ අයන 1 මට්ටමේ සිට 3 මට්ටම දක්වා අඛණ්ඩව ගෙන යනු ලැබේ. එය විකිරණශීලී නොවන ක්ෂය වීම 2 මට්ටමට අනුගමනය කරයි. එහිදී ඒවා 1500-1600 nm හි අපේක්ෂිත තරංග ආයාමයේ දෘශ්‍ය සංඥා විකිරණය කරමින් 1 මට්ටමට වැටේ.මෙය 3-මට්ටමේ විස්තාරණ යාන්ත්‍රණය ලෙස හැඳින්වේ.

තවත් Erbium-doped නිෂ්පාදන සඳහා, කරුණාකර අපගේ වෙබ් අඩවිය බලන්න.

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

විද්යුත් තැපෑල:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

ෆැක්ස්: +86-2887897578

එකතු කරන්න: No.23, Chaoyang පාර, Xihe Street, Longquanyi distcit, Chengdu,610107, China.