ఎర్బియం డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ (EDFA)

ప్రాథమిక పని సూత్రం:
దిఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ (EDFA)శక్తి మార్పిడిని సాధించడానికి హీలియం అయాన్లను ఉపయోగించే మాధ్యమం. ఎనర్జీ యాంప్లిఫికేషన్ విండోలో 1 550 nm యొక్క ఆపరేటింగ్ వేవ్‌లెంగ్త్ విండో మరియు 50 am వెడల్పు ఉంటుంది, ఇది ఫైబర్ యొక్క తక్కువ లాస్ విండోకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. శక్తి ఇంజెక్షన్ విండో 980 nm మరియు 1 480 nm. సాధారణంగా, ఒక ఎర్బియం-డోప్డ్ అయాన్ ఫైబర్‌ను EDFA యాంప్లిఫికేషన్ కోర్‌గా తయారు చేస్తారు, అంటే క్రియాశీల మాధ్యమం. యాంప్లిఫికేషన్ సిస్టమ్ అనేది లేజర్ మూడు-స్థాయి వ్యవస్థ, 980 nm యొక్క ఇంజెక్ట్ చేయబడిన కాంతి శక్తి హీలియం అయాన్ల ద్వారా అధిక శక్తి స్థాయి 4"కి శోషించబడుతుంది మరియు లేజర్ యొక్క పరివర్తన స్థాయి 4n సడలింపు డోలనం ద్వారా పరివర్తన చెందుతుంది. కారణంగా శక్తి స్థాయి యొక్క సుదీర్ఘ జీవితం, పెద్ద మొత్తంలో సంచితం, ఇది పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని రిజర్వ్ చేసి, ఆపై సిగ్నల్ లైట్‌తో ఉత్తేజిత రేడియేషన్‌ను పాస్ చేసే యాక్టివేట్ చేయబడిన కణాలు, అదే పౌనఃపున్యం మరియు అదే దశ యొక్క గుణించబడిన సిగ్నల్‌ను పొందుతాయి మరియు తిరిగి వస్తాయి భూమి స్థితికి కణాలు.యాంప్లిఫికేషన్ ప్రక్రియలో ప్రేరేపిత శబ్దం స్పాంటేనియస్ రేడియేషన్ (యాంప్లిఫైడ్ స్పాంటేనియస్ ఎమిషన్ (ASE), ఇది పంపు తరంగదైర్ఘ్యానికి సంబంధించినది. సాధారణంగా, 980 nm లేజర్ పంప్ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు శబ్దం తక్కువగా ఉంటుంది. , అయితే 1 480 nm లేజర్ అత్యంత ప్రభావవంతంగా మరియు శబ్దం చేస్తుంది. డిజైన్ ప్రక్రియలో, సాధారణ ప్రీ-ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ EDFA 980 nm పంపింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది; ట్రాన్స్‌మిటింగ్ ఎండ్‌లో బూస్టర్ బూస్టర్ EDFA 980 nm మరియు 1 480 హైబ్రిడ్ పంపింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది. , మరియు ఆప్టికల్ ఈక్వలైజేషన్ ఫిల్టర్‌ల కోసం DWDM అవసరాలకు అనుగుణంగా ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన మీడియా. డయాఫ్రాగమ్ ఫ్లాట్ ఫిల్టర్.
ఎర్బియం డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ (FDFA) యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం:
ఒక సాధారణ EDFAలో ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్, పంప్ సోర్స్, వేవ్ లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్, ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్ మరియు ఆప్టికల్ ఫిల్టర్ ఉంటాయి. ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫికేషన్‌ను అందిస్తుంది, పంప్ సోర్స్ తగినంత పంపు శక్తిని అందిస్తుంది మరియు తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్ సిగ్నల్ లైట్ మరియు పంప్ లైట్‌ను ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్‌గా మిళితం చేస్తుంది. ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్ కాంతి ప్రతిబింబాలు ఆప్టికల్ డోలనాలను ఏర్పరచకుండా నిరోధించడానికి కాంతి యొక్క వన్-వే ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది మరియు ఫీడ్‌బ్యాక్ లైట్ సిగ్నల్ లేజర్ యొక్క కార్యాచరణ స్థితిలో ఆటంకాలను కలిగిస్తుంది. ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌లోని ASE శబ్దాన్ని ఫిల్టర్ చేయడం మరియు EDFA యొక్క సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని మెరుగుపరచడం ఆప్టికల్ ఫిల్టర్ యొక్క పాత్ర. సాధారణంగా EDFA మూడు పంప్ రకాలను కలిగి ఉంటుంది: కో-డైరెక్షనల్ పంప్, రివర్స్ పంప్ మరియు టూ-వే పంప్. EDFAâ యొక్క యాంప్లిఫికేషన్ స్థిరంగా ఉండేలా (అనగా, ప్రీయాంప్లిఫైయర్ మరియు లైన్ యొక్క లీనియర్ యాంప్లిఫైయర్) లేదా అవుట్‌పుట్ పవర్ స్థిరంగా ఉండేలా (అంటే, ట్రాన్స్‌మిటింగ్ ఎండ్‌లో సంతృప్త పవర్ యాంప్లిఫైయర్), డిజైన్ చేయడం అవసరం EDFA యొక్క ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ శక్తిని పర్యవేక్షించడానికి సహాయక సర్క్యూట్, అలాగే పంపింగ్ సోర్స్. పని స్థితి పర్యవేక్షించబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది. పర్యవేక్షణ ఫలితాల ప్రకారం, పంప్ లైట్ సోర్స్ యొక్క పని పారామితులు సరైన స్థితిలో EDFA పని చేయడానికి తగిన విధంగా సర్దుబాటు చేయబడతాయి. అదనంగా, సహాయక సర్క్యూట్ విభాగంలో ఆటోమేటిక్ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ మరియు ఆటోమేటిక్ పవర్ కంట్రోల్ వంటి రక్షణ ఫంక్షన్ల కోసం సర్క్యూట్లు కూడా ఉన్నాయి.
ఎర్బియం డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ (EDFA) యొక్క ప్రాథమిక పనితీరు:
EDFA యొక్క ప్రాథమిక పనితీరు లాభం, అవుట్‌పుట్ పవర్ మరియు నాయిస్, అలాగే బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ఈక్వలైజేషన్‌లో ప్రతిబింబిస్తుంది.
1. లాభం లక్షణాలు ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ పవర్ యొక్క ఇన్‌పుట్ పవర్‌కు నిష్పత్తి యొక్క విస్తరణ సామర్థ్యాన్ని లాభం లక్షణాలు సూచిస్తాయి. ఇది వివిధ కారకాలకు సంబంధించినది, సాధారణంగా dBలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు సాధారణంగా ఉపయోగించే యాంప్లిఫికేషన్ కారకం 15 నుండి 40 dB. సాధారణంగా, లాభం నేరుగా పంపు శక్తికి మరియు ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యొక్క పొడవుకు సంబంధించినది. ప్రయోగం ద్వారా ఉత్తమ విలువను కనుగొనవచ్చు.
2. అవుట్‌పుట్ పవర్ లక్షణాలు ఆదర్శవంతమైన లీనియర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ కోసం, ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్‌తో సంబంధం లేకుండా ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను అదే లాభంతో విస్తరించవచ్చు మరియు అవుట్‌పుట్ చేయవచ్చు. ఈ పరిస్థితిని నిర్ధారించడానికి, సాధారణంగా ఒక చిన్న ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ఇన్‌పుట్ అయినప్పుడు మాత్రమే, తగినంత లాభంతో విస్తరించిన ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క అవుట్‌పుట్ లేజర్‌లోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన పంప్ పవర్ యొక్క శక్తి స్థాయి కణాల సంఖ్యను తగ్గించడానికి సరిపోదు. అయినప్పటికీ, ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్ తగినంత పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, యాంప్లిఫికేషన్ తర్వాత అవుట్‌పుట్ పవర్‌ను భర్తీ చేయడానికి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన శక్తి సరిపోదు, తద్వారా విలోమ కణాల సంఖ్య సంతృప్తమవుతుంది మరియు తగ్గించబడుతుంది, తద్వారా అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్ తగ్గుతుంది, ఇది తగ్గుదలను ప్రభావితం చేస్తుంది. యాంప్లిఫికేషన్ ఫ్యాక్టర్, అంటే లాభం సంతృప్తత. , తద్వారా యాంప్లిఫికేషన్ నాన్ లీనియర్ యాంప్లిఫికేషన్ సంతృప్త ప్రాంతంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. EDFA యొక్క గరిష్ట అవుట్‌పుట్ పవర్ సాధారణంగా 3 dB సంతృప్త అవుట్‌పుట్ పవర్‌గా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, ఇది సంతృప్త లాభం 3 dB తగ్గినప్పుడు అవుట్‌పుట్ పవర్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది EDFA యొక్క గరిష్ట పవర్ అవుట్‌పుట్ సామర్థ్యాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. EDFA యొక్క సంతృప్త అవుట్‌పుట్ లక్షణాలు పంప్ పవర్, ఎర్బియం డోప్డ్ ఫైబర్ యొక్క పొడవు మరియు నిర్మాణానికి సంబంధించినవి. పంప్ ఆప్టికల్ పవర్ ఎక్కువ, 3 dB సంతృప్త అవుట్‌పుట్ పవర్; ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ పొడవు ఎక్కువ, 3 dB సంతృప్త అవుట్పుట్ పవర్.
x