Նկարագրություն՝ Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչEDFA օպտիկական ուժեղացուցիչ
Էրբիումով լեգիրված օպտիկական մանրաթելային ուժեղացուցիչ (EDFA, այսինքն՝ օպտիկական ազդանշանի ուժեղացուցիչը, որի մեջ Er3 + լեգիրված է մանրաթելային միջուկում՝ ազդանշանի միջոցով), Սաութհեմփթոնի համալսարանի կողմից 1985 թվականին մշակված առաջին օպտիկական ուժեղացուցիչն է, և այն օպտիկական մանրաթելային կապի ամենամեծ գյուտերից մեկն է։ Էրբիումով լեգիրված մանրաթելը քվարցային մանրաթելում է էրբիումի (Er) իոնների փոքր քանակությամբ հազվագյուտ տարրերի մի տեսակ, որը կազմում է միջուկը։Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչ1980-ականների վերջից ի վեր էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչների հետազոտություններում մեծ առաջընթաց է գրանցվել։ WDM տեխնոլոգիան զգալիորեն մեծացրել է օպտիկական մանրաթելային կապի հզորությունը։ Այն օպտիկական մանրաթելային կապի մեջ ամենատարածված օպտիկական ուժեղացուցիչն է։
Կիրառում. Օպտիկական մանրաթելային ուժեղացուցիչը օպտիկական ուժեղացուցիչ է, որն անմիջականորեն ուժեղացնում է օպտիկական ազդանշանը օպտիկական մանրաթելային կապի համակարգում: Օպտիկական մանրաթել օգտագործող կապի համակարգում դա տեխնոլոգիա է, որն անմիջականորեն ուժեղացնում է օպտիկական ազդանշանը՝ առանց օպտիկական ազդանշանը էլեկտրական ազդանշանի փոխակերպելու: Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչը (EDFA օպտիկական ուժեղացուցիչ, այսինքն՝ օպտիկական ազդանշանի ուժեղացուցիչ՝ մանրաթելային միջուկում Er3+ էրբիում իոնով, ազդանշանի միջոցով) Միացյալ Թագավորության Սաութհեմփթոնի համալսարանի և Ճապոնիայի Տոհոկու համալսարանի կողմից մշակված առաջին օպտիկական ուժեղացուցիչն է, որը օպտիկական մանրաթելային կապի ոլորտում ամենամեծ գյուտերից մեկն է: Էրբիումով լեգիրված մանրաթելը քվարցային մանրաթելում էրբիումի (Er) իոնների փոքր քանակությամբ հազվագյուտ հողային տարրերի մի տեսակ մանրաթել է, որը էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչի միջուկն է: 1980-ականների վերջից ի վեր էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչների հետազոտության մեջ մեծ առաջընթաց է գրանցվել: WDM տեխնոլոգիան զգալիորեն մեծացրել է օպտիկական մանրաթելային կապի հզորությունը: Այն օպտիկական մանրաթելային կապի մեջ ամենատարածված օպտիկական ուժեղացուցիչն է:
Հիմնական պարամետր
Բառի անվանում՝ Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչ
Առնչվող տերմին՝Օպտիկական ուժեղացուցիչ
Հազվագյուտ հողային տարրերով (օրինակ՝ Nd, Er, Pr, Tm և այլն) լեգիրված քվարցե մանրաթելը կարող է ձևավորել բազմամակարդակ լազերային համակարգ և անմիջապես ուժեղացնել մուտքային լույսի ազդանշանը պոմպային լույսի ազդեցության տակ։ Համապատասխան հետադարձ կապ ապահովելուց հետո ձևավորվում է մանրաթելային լազերը։ ND-լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչի աշխատանքային ալիքի երկարությունը 1060 նմ և 1330 նմ է, սակայն դրա զարգացումն ու կիրառումը սահմանափակ են մանրաթելային կապի օպտիմալ անցուղուց շեղվելու և մի շարք այլ պատճառներով։ EDFA-ի և PDFA-ի աշխատանքային ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար գտնվում են օպտիկական մանրաթելային կապի ամենացածր կորստի (1550 նմ) և զրոյական դիսպերսիայի (1300 նմ) պատուհանում, և TDFA-ն աշխատում է S-շերտում, ինչը շատ հարմար է օպտիկական մանրաթելային կապի համակարգերի կիրառման համար։ Հատկապես EDFA-ն, որն ամենաարագ զարգացողն է, գործնական է եղել։
Էրբիումով լեգիրված մանրաթելի զարգացման հիման վրա շարունակում են հայտնվել բազմաթիվ նոր մանրաթելային ուժեղացուցիչներ: Օրինակ, էրբիումով լեգիրված մանրաթելի վրա հիմնված երկշերտ մանրաթելային ուժեղացուցիչը (DBFA) լայնաշերտ օպտիկական ուժեղացուցիչ է, և լայնաշերտ ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (WDM) գրեթե ամբողջ թողունակությունը կարող է ծածկել: Նմանատիպ արտադրանք է գերլայնաշերտ օպտիկական ուժեղացուցիչը (UWOA), որն ունի ծածկույթի թողունակություն՝ մեկ մանրաթելում մինչև 100 ալիքի երկարության ալիք ուժեղացնելու համար:
Գործնական կիրառություն
Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչի (EDFA ուժեղացուցիչ) կիրառումը ավանդական օպտիկամանրաթելային թվային կապի համակարգում կարող է խնայել մեծ քանակությամբ օպտիկական կրկնիչներ, և ռելեի հեռավորությունը զգալիորեն մեծանում է, ինչը մեծ նշանակություն ունի երկար հեռավորության մալուխային մայրուղային համակարգի համար։
Դրա հիմնական կիրառությունները ներառում են.
1, կարող է օգտագործվել որպես լույսի հեռավորության ուժեղացուցիչ: Ավանդական էլեկտրոնային օպտիկամանրաթելային կրկնիչները բազմաթիվ սահմանափակումներ ունեն: Օրինակ, երբ թվային և անալոգային ազդանշանները փոխակերպվում են միմյանց, կրկնիչը պետք է համապատասխանաբար փոխվի. երբ սարքավորումները ցածր արագությունից փոխվում են բարձր արագության, կրկնիչը պետք է համապատասխանաբար փոխարինվի: Լուսային ազդանշանի միայն նույն ալիքի երկարությունն են փոխանցում, և կառուցվածքը բարդ է, թանկ և այլն: Էրբիումով լեգիրված օպտիկամանրաթելային ուժեղացուցիչները հաղթահարում են այս թերությունները, ոչ միայն դրանք չեն փոխվում ազդանշանի ռեժիմի փոփոխության հետ, այլև կարիք չունեն փոխարինելու, երբ սարքավորումները ընդլայնվում կամ օգտագործվում են օպտիկական ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման համար:
2-ը կարող է օգտագործվել որպես օպտիկական հաղորդիչի հետուժեղացուցիչ և օպտիկական ընդունիչի նախաուժեղացուցիչ։ Որպես օպտիկական հաղորդիչի հետուժեղացուցիչ, լազերի փոխանցման հզորությունը կարող է մեծացվել 0dB-ից մինչև +10dB։ Երբ օգտագործվում է որպես օպտիկական ընդունիչի նախաուժեղացուցիչ, դրա զգայունությունը նույնպես կարող է զգալիորեն բարելավվել։ Հետևաբար, գծի վրա տեղադրվում է միայն 1-2 էրբիումով լեգիրված ուժեղացուցիչ, և ազդանշանի փոխանցման հեռավորությունը կարող է մեծացվել 100-200 կմ-ով։
Բացի այդ, էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչը (EDFA ուժեղացուցիչ) խնդիրը լուծելու համար։ Էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչների եզակի առավելությունները ճանաչվել են աշխարհի կողմից և ավելի ու ավելի լայնորեն են օգտագործվում։ Այնուամենայնիվ, էրբիումով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչներն ունեն նաև որոշ սահմանափակումներ։ Օրինակ՝ երկար հեռավորության վրա կապի դեպքում հնարավոր չէ վեր ու վար լինել, կայանի գործնական շփումն ավելի դժվար է, հեշտ չէ գտնել թերություններ, պոմպի լույսի աղբյուրի կյանքը երկար չէ, օպտիկամանրաթելային կապի տեխնոլոգիայի շարունակական առաջընթացի հետ մեկտեղ այս խնդիրները կլուծվեն բավարար չափով։
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 14-2025