Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Статистика
На русском, статей
Улучшено за 24 ч.
Добавлено за 24 ч.
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Из Википедии — свободной энциклопедии

EDFA (англ. Erbium Doped Fiber Amplifier) — волоконно-оптический усилитель на оптическом волокне, легированном ионами эрбия.

Применяется в волоконно-оптических линиях передачи для восстановления уровня оптического сигнала. Преимуществом эрбиевых усилителей является отсутствие преобразования в электрический сигнал, возможность одновременного усиления сигналов с разными длинами волн, что обуславливает возможность усиления спектрально-мультиплексированного сигнала, практически точное соответствие рабочего диапазона эрбиевых усилителей области минимальных оптических потерь световодов на основе кварцевого стекла, сравнительно низкий уровень шума и простота включения в волоконно-оптическую систему.

По сравнению с другими типами оптических усилителей (рамановскими и полупроводниковыми), EDFA используется наиболее широко[1].

Основной принцип EDFA

Упрощённая схема простого волоконно-оптического усилителя
Упрощённая схема простого волоконно-оптического усилителя

Относительно мощный поток света, называемый излучением накачки, смешивается с входным усиливаемым сигналом, используя ответвитель с селекцией по длине волн. Входной сигнал и луч накачки имеют существенно отличающиеся длины волн.

Смешанный свет попадает в область волокна, легированную ионами эрбия. Излучение накачки поглощается ионами эрбия переводит их внешние (оптические) электроны в возбуждённые состояния, то есть происходит процесс увеличения (накопления) энергии в системе за счёт энергии фотонов излучения накачки. Таким образом, в системе создается инверсная заселённость энергетических уровней эрбия. Когда в систему попадает фотон полезного (усиливаемого) сигнала, он, взаимодействуя с возбуждённым атомом эрбия, вынуждает его излучить запасённую энергию в виде дополнительного кванта излучения, частота и фаза которого идентичны свойствам изначального фотона полезного сигнала. То есть из одного начального фотона после процесса вынужденного излучения получается два, а сам процесс вынужденного излучения можно сравнить с процессом лавинообразного размножения, потому что в каждом элементарном акте вынужденного излучения получаются два фотона с одинаковыми свойствами: энергией, фазой, поляризацией и направлением распространения, то есть фотоны когерентны.

В результате получается, что количество фотонов полезного (входного) сигнала, проходящих через среду с инверсной заселенностью увеличивается пропорционально количеству актов вынужденного излучения, а так как все вторичные фотоны когерентны, то их совокупность представляет собой электромагнитную волну, отличающуюся от электромагнитной волны входного сигнала только большей интенсивностью, при этом атомы эрбия, отдав запасённую энергию в ходе вынужденного излучения, возвращаются в основное, невозбуждённое состояние, и могут быть снова переведены в возбуждённое состояние при поглощении фотонов излучения накачки.

Среда с инверсной заселенностью является одной из основных частей волоконного усилителя, другой необходимой частью является система оптической обратной связи, которая за счёт отражения возвращает часть излучения обратно и тем самым создает усиление. Переход в режим лазерной генерации превращает усилитель в лазер и полностью нарушает структуру входного сигнала, что препятствует правильному усилению, поэтому от обратной положительной оптической связи стараются избавиться путём введения в систему оптических «изоляторов» в тех местах, где обратная связь, обусловленная отражением, может появляться: например на выходе из усилителя, в месте присоединения к усилителю оптического волокна, которое представляет собой границу раздела, на которой, ввиду оптической неоднородности, возникает отражение.

Шум

Основной источник шума в DFA это усиленная спонтанная эмиссия (ASE), у которой спектр приблизительно такой же как и спектр усиления усилителя. Коэффициент шума в идеальном DFA составляет 3 дБ, в то время как у практических усилителей коэффициент шума может достигать 6–8 дБ.

Разновидности

В настоящее время широко используются усилители EDFA на кремниевой и фтор-цирконатной основе. Оба типа используются во всем рабочем диапазоне эрбия (1530–1560 нм).

Одна из проблем EDFA на кремниевой основе — достаточно сильная зависимость коэффициента усиления от длины волны, что затрудняет их использование в DWDM-системах (на разных DWDM-каналах достигается различное SNR). Для таких EDFA используется накачка на длине волны 980 нм.

EDFA на фтор-цирконатной основе содержат больше эрбия, но имеют более высокий уровень шумов из-за использования лазера накачки 1480 нм.

Примечания

  1. Types of Optical Amplifiers / OPTI 500 C, Spring 2011, Lecture 23, Introduction to Optical Amplifiers

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 25 февраля 2021 в 10:29.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).