C-диапазон эрбия, легированное волокно, усилитель малого сигнала

Рабочий принцип

Эрбия легированное волокно является основным компонентом PA -амплификаторов, которые усиливают оптические сигналы путем легирования эрбия редкоземельного элемента (ER) в ядро волокна. Ионы эрбия имеют особую структуру энергетического уровня, и при возбуждении насосного света они переходят от низких уровней энергии к высоким уровням энергии. Когда сигнальный свет проходит через волокно, легированное эрбием, ионы эрбия с высокой энергией стимулируются для излучения фотонов с той же фазой, частотой и состоянием поляризации, что и сигнальный свет, тем самым усиливая интенсивность сигнального света и достигая усиления.

Свет насоса - это источник света, который обеспечивает энергию для ионов эрбия, обычно используя полупроводниковые лазеры (такие как 980 нм или 1480 нм, лазеры длины волны). После того, как свет насоса попадает в волокно, легированное эрбием, он взаимодействует с ионами эрбия, заставляя их переходить к высоким уровням энергии. Эти высокоэнергетические ионы эрбия генерируют фотоны, идентичные сигнальному свету посредством стимулированного излучения, достигая усиления сигнального света. Этот механизм накачки позволяет усилителям PA излучать большие оптические сигналы без непосредственного преобразования сигнального света в электрические сигналы.

Чтобы обеспечить качество усиленного сигнала, усилители PA уменьшают шум, оптимизируя структуру волокон, легированных эрбием, выбирая соответствующие длина волн и мощностей насоса, а также другие меры. Рисунок шума контролируется при ≤ 4,5 дБ, чтобы убедиться, что усилитель поддерживает хорошее отношение сигнал / шум при усилении сигнала, тем самым улучшая качество сигнала.

Сценарии приложения

В системах оптоволоконной связи используются малые сигнальные усилители, легированные Erbium C-диапазоном, используются для компенсации потери оптических сигналов в оптоволоконных связях, улучшая расстояние передачи и емкость системы связи. Например, в системах связи подводной оптоволоконной кабели этот усилитель может эффективно восстановить аттенуированную силу оптического сигнала, обеспечивая качество и надежность связи.

В оптоволоконных сетях датчика этот усилитель может усилить слабый оптический сигнал датчиком, повышая точность измерения датчика. Например, в волоконно -оптических датчиках он может усилить изменения интенсивности оптических сигналов, вызванных изменением температуры, обеспечивая точность измерения температуры.

В волокнистых лазерных системах C-диапазон эрбия, легированных эрбием, волокнистые волокнистые усилители могут использоваться для увеличения мощности источников лазерных семян, тем самым получая более высокие выходы лазера мощности, которые могут использоваться для таких приложений, как обработка материалов и лечение медицинской лазерной лазерной.