C-band Erbium-dopad fiber liten signalförstärkare

Arbetsprincip

Erbium dopad fiber är kärnkomponenten i PA -förstärkare, vilket förstärker optiska signaler genom att dopar det sällsynta jordelementet Erbium (ER) i fiberkärnan. Erbiumjoner har en speciell energinivåstruktur, och när de är upphetsade av pumpljus övergår de från låga energinivåer till höga energinivåer. När signalljuset passerar genom en erbiumdopad fiber, stimuleras högenergi-erbiumjoner för att avge fotoner med samma fas, frekvens och polarisationsläge som signalljuset, vilket förbättrar intensiteten hos signalljuset och uppnår amplifiering.

Pumpljus är en ljuskälla som ger energi för erbiumjoner, vanligtvis med hjälp av halvledarlasrar (såsom 980Nm eller 1480Nm våglängdslasrar). Efter att pumpljuset kommer in i den erbiumdopade fibern interagerar den med erbiumjoner, vilket får dem att övergå till höga energinivåer. Dessa erbiumjoner med hög energi genererar fotoner identiska med signalljuset genom stimulerad emission, vilket uppnår amplifiering av signalljuset. Denna pumpmekanism gör det möjligt för PA -förstärkare att avge stora optiska signaler utan att direkt omvandla signalljuset till elektriska signaler.

För att säkerställa kvaliteten på den amplifierade signalen minskar PA-förstärkare brus genom att optimera strukturen för Erbium-dopade fibrer, välja lämpliga pumpljusvåglängder och krafter och andra mått. Bullerfiguren styrs vid ≤ 4,5dB för att säkerställa att förstärkaren upprätthåller ett bra signal-till-brusförhållande medan man förstärker signalen och därigenom förbättrar signalkvaliteten.

Applikationsscenarier

I fiberoptiska kommunikationssystem används C-band Erbium-dopade fiberförstärkare för fiber för att kompensera för förlust av optiska signaler i fiberoptiska länkar, vilket förbättrar kommunikationssystemets överföring och kapacitet. Till exempel, i ubåtfiberoptiska kabelkommunikationssystem, kan denna förstärkare effektivt återställa den dämpade optiska signalstyrkan, vilket säkerställer kvaliteten och tillförlitligheten i kommunikationen.

I fiberoptiska sensornätverk kan denna förstärkare förstärka den svaga optiska signalutgången av sensorn och förbättra mätnoggrannheten för sensorn. I fiberoptiska temperatursensorer kan till exempel förstärka intensitetsförändringarna av optiska signaler orsakade av temperaturförändringar, vilket säkerställer noggrannheten för temperaturmätningen.

I fiberlasersystem kan C-band Erbium-dopade fiber-signalförstärkare användas för att öka kraften hos laserfrökällor och därmed erhålla högre effektlaserutgångar, som kan användas för applikationer såsom materialbehandling och medicinsk laserbehandling.