1. Валакно, легаванае эрбіем
Эрбій — рэдказямельны элемент з атамным нумарам 68 і атамнай масай 167,3. Электронны энергетычны ўзровень іона эрбія паказаны на малюнку, а пераход з ніжняга энергетычнага ўзроўню на верхні энергетычны ўзровень адпавядае працэсу паглынання святла. Змена з верхняга энергетычнага ўзроўню на ніжні энергетычны ўзровень адпавядае працэсу выпраменьвання святла.
2. Прынцып EDFA
У якасці ўзмацняльнага асяроддзя EDFA выкарыстоўвае валакно, легаванае іонамі эрбію, якое стварае інверсію населенасці пад уздзеяннем святла накачкі. Пры індукцыі сігнальнага святла рэалізуецца ўзмацненне вымушанага выпраменьвання.
Іоны эрбію маюць тры энергетычныя ўзроўні. Яны знаходзяцца на самым нізкім энергетычным узроўні, E1, калі не ўзбуджаюцца ніякім святлом. Калі валакно пастаянна ўзбуджаецца лазерам крыніцы святла накачкі, часціцы ў асноўным стане набіраюць энергію і пераходзяць на больш высокі энергетычны ўзровень. Напрыклад, пры пераходзе з E1 у E3, паколькі часціца нестабільная на высокім энергетычным узроўні E3, яна хутка пераходзіць у метастабільны стан E2 у працэсе невыпраменьвальнага пераходу. На гэтым энергетычным узроўні часціцы маюць адносна доўгі тэрмін службы. З-за пастаяннага ўзбуджэння крыніцы святла накачкі колькасць часціц на ўзроўні энергіі E2 будзе працягваць павялічвацца, а колькасць часціц на ўзроўні энергіі E1 будзе павялічвацца. Такім чынам, у легаваным эрбіем валакне рэалізуецца размеркаванне інверсійнай населенасці, і ствараюцца ўмовы для навучання аптычнаму ўзмацненню.
Калі энергія фатона ўваходнага сігналу E=hf дакладна роўная рознасці энергетычных узроўняў паміж E2 і E1, E2-E1=hf, часціцы ў метастабільным стане пяройдуць у асноўны стан E1 у выглядзе вымушанага выпраменьвання. Выпраменьванне і ўваходныя фатоны ў сігнале ідэнтычныя фатонам, што значна павялічвае колькасць фатонаў, робячы ўваходны аптычны сігнал моцным выходным аптычным сігналам у легаваным эрбіем валакне, рэалізуючы непасрэднае ўзмацненне аптычнага сігналу.
2. Схема сістэмы і асноўнае ўвядзенне ў прыладу
2.1. Схематычная схема сістэмы ўзмацняльніка аптычнага валаконнага сігналу L-дыяпазону выглядае наступным чынам:
2.2. Схематычная схема сістэмы крыніцы святла ASE для спантаннага выпраменьвання валакна, легаванага эрбіем, выглядае наступным чынам:
Уводзіны ў прыладу
1. Магутны валаконны ўзмацняльнік, легаваны эрбіем
| Параметр | Адзінка | Мін. | Тып | Макс | |
| Працоўны дыяпазон даўжынь хваль | nm | 1525 год | 1565 год | ||
| Дыяпазон магутнасці ўваходнага сігналу | дБм | -5 | 10 | ||
| Выхадная аптычная магутнасць насычэння | дБм | 37 | |||
| Стабільнасць аптычнай магутнасці насычэння | dB | ±0,3 | |||
| Індэкс шуму пры ўваходзе 0 дБм | dB | 5.5 | 6.0 | ||
| Аптычная ізаляцыя ўваходу | dB | 30 | |||
| Выхадная аптычная ізаляцыя | dB | 30 | |||
| Страты на ўваходным адлюстраванні | dB | 40 | |||
| Страты на выхадзе | dB | 40 | |||
| Узмацненне, якое залежыць ад палярызацыі | dB | 0,3 | 0,5 | ||
| Дысперсія палярызацыйнай моды | ps | 0,3 | |||
| Уцечка ўваходнага помпы | дБм | -30 | |||
| Уцечка выходнага помпы | дБм | -30 | |||
| Працоўнае напружанне | В (пераменнага току) | 80 | 240 | ||
| Тып валакна | СМФ-28 | ||||
| Выхадны інтэрфейс | ФК/БПК | ||||
| Інтэрфейс сувязі | RS232 | ||||
| Памер упакоўкі | Модуль | mm | 483×385×88 (стойка 2U) | ||
| Настольны кампутар | mm | 150×125×35 | |||
2. ROF-EDFA-B валаконны ўзмацняльнік магутнасці, легаваны эрбіем
| Параметр | Адзінка | Мін. | Тып | Макс | ||
| Працоўны дыяпазон даўжынь хваль | nm | 1525 год | 1565 год | |||
| Дыяпазон магутнасці выходнага сігналу | дБм | -10 | ||||
| Малы ўзмацненне сігналу | dB | 30 | 35 | |||
| Дыяпазон аптычнага выхаду насычанасці * | дБм | 17/20/23 | ||||
| Шумавы паказчык ** | dB | 5.0 | 5.5 | |||
| Ізаляцыя ўваходу | dB | 30 | ||||
| Ізаляцыя выхаду | dB | 30 | ||||
| Незалежнае ад палярызацыі ўзмацненне | dB | 0,3 | 0,5 | |||
| Дысперсія палярызацыйнай моды | ps | 0,3 | ||||
| Уцечка ўваходнага помпы | дБм | -30 | ||||
| Уцечка выходнага помпы | дБм | -40 | ||||
| Працоўнае напружанне | модуль | V | 4,75 | 5 | 5.25 | |
| працоўны стол | В (пераменнага току) | 80 | 240 | |||
| Аптычнае валакно | СМФ-28 | |||||
| Выхадны інтэрфейс | ФК/БПК | |||||
| Памеры | модуль | mm | 90×70×18 | |||
| працоўны стол | mm | 320×220×90 | ||||
3. Валакновы ўзмацняльнік мадэлі ROF-EDFA-P, легаваны эрбіем
| Параметр | Адзінка | Мін. | Тып | Макс | |
| Працоўны дыяпазон даўжынь хваль | nm | 1525 год | 1565 год | ||
| Дыяпазон магутнасці ўваходнага сігналу | дБм | -45 | |||
| Малы ўзмацненне сігналу | dB | 30 | 35 | ||
| Дыяпазон аптычнай выходнай магутнасці насычэння * | дБм | 0 | |||
| Індэкс шуму ** | dB | 5.0 | 5.5 | ||
| Аптычная ізаляцыя ўваходу | dB | 30 | |||
| Выхадная аптычная ізаляцыя | dB | 30 | |||
| Узмацненне, якое залежыць ад палярызацыі | dB | 0,3 | 0,5 | ||
| Дысперсія палярызацыйнай моды | ps | 0,3 | |||
| Уцечка ўваходнага помпы | дБм | -30 | |||
| Уцечка выходнага помпы | дБм | -40 | |||
| Працоўнае напружанне | Модуль | V | 4,75 | 5 | 5.25 |
| Настольны кампутар | В (пераменнага току) | 80 | 240 | ||
| Тып валакна | СМФ-28 | ||||
| Выхадны інтэрфейс | ФК/БПК | ||||
| Памер упакоўкі | Модуль | mm | 90*70*18 | ||
| Настольны кампутар | mm | 320*220*90 | |||