Popis: Zesilovač s vláknem dopovaným erbiemOptický zesilovač EDFA
Optický vláknový zesilovač dopovaný erbiem (EDFA, tj. optický zesilovač s Er3+ dopovaným v jádru vlákna skrze signál) je první optický zesilovač vyvinutý Univerzitou v Southamptonu v roce 1985 a je jedním z největších vynálezů v oblasti optické komunikace. Vlákno dopované erbiem je druh vlákna s malým množstvím iontů vzácných zemin erbia (Er) v křemenném vlákně, které je jádremErbiem dopovaný vláknový zesilovačOd konce 80. let 20. století došlo k zásadnímu průlomu ve výzkumu erbiem dopovaných vláknových zesilovačů. Technologie WDM výrazně zvýšila kapacitu optické vláknové komunikace. Je to nejrozšířenější optický zesilovač v optické vláknové komunikaci.
Použití: Optický zesilovač je optické zesilovací zařízení, které přímo zesiluje optický signál v optickém komunikačním systému. V komunikačním systému využívajícím optická vlákna se jedná o technologii, která přímo zesiluje optický signál bez převodu optického signálu na elektrický signál. Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA Optical Amplifier, tj. optický signálový zesilovač s ionty erbia Er3+ v jádru vlákna procházející signálem) je první optický zesilovač vyvinutý Univerzitou v Southamptonu ve Spojeném království a Japonskou Univerzitou Tóhoku a je jedním z největších vynálezů v oblasti optické vláknové komunikace. Erbiem dopované vlákno je druh vlákna s malým množstvím iontů vzácných zemin erbia (Er) v křemenném vlákně, které je jádrem erbiem dopovaného vláknového zesilovače. Od konce 80. let 20. století došlo k významným průlomům ve výzkumu erbiem dopovaných vláknových zesilovačů. Technologie WDM výrazně zvýšila kapacitu optické vláknové komunikace. Je to nejrozšířenější optický zesilovač v optické vláknové komunikaci.
Základní parametr
Slovní název: Erbiem dopovaný vláknový zesilovač
Související termín:Optický zesilovač
Křemenné vlákno dopované prvky vzácných zemin (jako je Nd, Er, Pr, Tm atd.) může tvořit víceúrovňový laserový systém a přímo zesilovat vstupní signální světlo působením čerpacího světla. Po poskytnutí vhodné zpětné vazby se vytvoří vláknový laser. Provozní vlnová délka vláknového zesilovače dopovaného ND je 1060 nm a 1330 nm, ale jeho vývoj a použití jsou omezeny kvůli odchylce od optimálního portu vláknové komunikace a některým dalším důvodům. Provozní vlnové délky EDFA a PDFA jsou v okně s nejnižšími ztrátami (1550 nm) a nulovou disperzí (1300 nm) optické komunikace a TDFA pracuje v pásmu S, které je velmi vhodné pro aplikace v systémech optické komunikace. Zejména EDFA, která se rozvíjí nejrychleji, se ukázala jako praktická.
Na základě vývoje erbiem dopovaných vláken se stále objevuje mnoho nových vláknových zesilovačů. Například dvoupásmový vláknový zesilovač (DBFA) založený na erbiem dopovaném vlákně je širokopásmový optický zesilovač, který dokáže pokrýt téměř celou šířku pásma vlnového multiplexování (WDM). Podobným produktem je ultraširokopásmový optický zesilovač (UWOA), který má šířku pásma pro zesílení až 100 vlnových kanálů v jednom vlákně.
Praktické použití
Použití erbiem dopovaného vláknového zesilovače (EDFA zesilovač) v konvenčním digitálním komunikačním systému s optickými vlákny může ušetřit mnoho optických opakovačů a výrazně zvýšit vzdálenost relé, což má velký význam pro dálkové kabelové systémy.
Mezi jeho hlavní aplikace patří:
1, lze použít jako zesilovač světelného dosahu. Tradiční elektronické opakovače s optickými vlákny mají mnoho omezení. Například když se digitální signál a analogový signál vzájemně převádějí, je třeba opakovač odpovídajícím způsobem vyměnit; když se zařízení změní z nízké rychlosti na vysokou rychlost, je třeba opakovač odpovídajícím způsobem vyměnit. Přenášejí pouze světelný signál stejné vlnové délky a jejich struktura je složitá, drahá atd. Erbiem dopované vláknové zesilovače tyto nedostatky překonávají, nejenže se nemusí měnit se změnou režimu signálu, ale také je není nutné vyměňovat, když se zařízení rozšiřuje nebo používá pro optický vlnový multiplexing.
2, lze použít jako předzesilovač optického vysílače a předzesilovač optického přijímače. Jako předzesilovač optického vysílače lze zvýšit vysílací výkon laseru z 0 dB na +10 dB. Při použití jako předzesilovače optického přijímače lze výrazně zlepšit i jeho citlivost. Proto stačí na lince instalovat pouze 1–2 zesilovače dopované erbiem a dosah přenosu signálu lze zvýšit o 100–200 km.
Kromě toho, erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA zesilovač) k vyřešení problému. Jedinečné výhody vláknových zesilovačů dopovaných erbiem byly uznány po celém světě a staly se stále široceji používanými. Vláknové zesilovače dopované erbiem však mají i určitá omezení. Například při dálkové komunikaci nelze provádět vzhůru a dolů, je obtížnější kontaktovat stanici, není snadné najít závady a životnost zdroje světla čerpadla není dlouhá. S neustálým pokrokem v technologii optické komunikace budou tyto problémy uspokojivě vyřešeny.
Čas zveřejnění: 14. března 2025