C-лентово-легиращо влакно от ербийско влакно

Принцип на работа

Ербиевото легирано влакно е основният компонент на PA усилвателите, който усилва оптичните сигнали чрез допиране на редкия ербий на земния елемент (ER) в ядрото на влакната. Ербиевите йони имат специална структура на енергийното ниво и когато се вълнуват от светлината на помпата, те преминават от ниски нива на енергия към високи енергийни нива. Когато сигналната светлина преминава през ербийско влакно, високоенергийните ербиеви йони се стимулират да излъчват фотони със същата фаза, честота и поляризация като сигнална светлина, като по този начин повишават интензивността на сигналната светлина и постигането на усилване.

Помпената светлина е източник на светлина, който осигурява енергия за ербиевите йони, обикновено използвайки полупроводникови лазери (като 980nm или 1480nm лазери с дължина на вълната). След като светлината на помпата влезе в ербийското влакно, тя взаимодейства с ербиевите йони, което ги води до преминаване към високи енергийни нива. Тези високоенергийни ербиеви йони генерират фотони, идентични на сигналната светлина чрез стимулирана емисия, постигайки усилване на сигналната светлина. Този механизъм за изпомпване позволява на PA усилвателите да излъчват големи оптични сигнали, без директно преобразуване на сигналната светлина в електрически сигнали.

За да се гарантира качеството на амплифицирания сигнал, усилвателите на PA намаляват шума, като оптимизират структурата на ербийните влакна, избирайки подходящи дължини на вълната и мощността на светлината на помпата и други мерки. Фигурата на шума се контролира при ≤ 4,5 dB, за да се гарантира, че усилвателят поддържа добро съотношение сигнал / шум, като същевременно усилва сигнала, като по този начин подобрява качеството на сигнала.

Сценарии на кандидатстване

В оптичните системи за оптична комуникация се използват за компенсиране на загубата на оптични сигнали в оптични сигнали, легирани с ербий, за да се компенсират загубата на оптични сигнали в оптичните връзки, подобрявайки разстоянието на предаването и капацитета на комуникационната система. Например, в системите за комуникация на оптични кабели на подводници, този усилвател може ефективно да възстанови атенюираната сила на оптичния сигнал, като гарантира качеството и надеждността на комуникацията.

В оптичните сензорни мрежи, този усилвател може да усили слабия изход на оптичния сигнал от сензора, подобрявайки точността на измерване на сензора. Например, в сензорите за температура на оптичните влакна, той може да усили промените в интензивността на оптичните сигнали, причинени от температурните промени, като гарантира точността на измерването на температурата.

В лазерните системи с влакна, C-лентовите ербий-легиращи фибри са използвани малки сигнални усилватели за увеличаване на мощността на източниците на лазерни семена, като по този начин се получават лазерни изходи с по-висока мощност, които могат да се използват за приложения като обработка на материали и медицинско лазерно лечение.