مبدأ العمل
الألياف المخدرة erbium هي المكون الأساسي لمضخمات PA ، والتي تضخّم الإشارات البصرية عن طريق تعاطي عنصر الأرض النادر erbium (ER) في قلب الألياف. تحتوي أيونات الإربيوم على هيكل خاص لمستوى الطاقة ، وعندما يتحرك ضوء المضخة ، فإنها تنتقل من مستويات الطاقة المنخفضة إلى مستويات الطاقة العالية. عندما يمر ضوء الإشارة من خلال الألياف المزخرفة بالإربيوم ، يتم تحفيز أيونات erbium عالية الطاقة لإبعاد الفوتونات بنفس الطور ، والتردد ، وحالة الاستقطاب كضوء إشارة ، وبالتالي تعزيز شدة ضوء الإشارة وتحقيق التضخيم.
مصباح المضخة هو مصدر إضاءة يوفر الطاقة لأيونات erbium ، عادةً ما يستخدم ليزر أشباه الموصلات (مثل الليزر الموجي 980nm أو 1480nm). بعد أن يدخل ضوء المضخة الألياف المخدرة في الإربيوم ، يتفاعل مع أيونات erbium ، مما يؤدي إلى انتقالها إلى مستويات عالية من الطاقة. تولد أيونات Erbium عالية الطاقة فوتونات مماثلة لضوء الإشارة من خلال الانبعاثات المحفزة ، وتحقيق تضخيم ضوء الإشارة. تتيح آلية الضخ هذه مضخمات PA من انبعاث إشارات بصرية كبيرة دون تحويل ضوء الإشارة مباشرة إلى إشارات كهربائية.
من أجل ضمان جودة الإشارة المتضخمة ، تقلل مكبرات الصوت PA من الضوضاء عن طريق تحسين بنية الألياف المخفوفة في Erbium ، واختيار الأطوال الموجية وقوى ضوء المضخة المناسبة ، وغيرها من التدابير. يتم التحكم في رقم الضوضاء عند ≤ 4.5dB للتأكد من أن مكبر الصوت يحافظ على نسبة إشارة إلى ضوضاء جيدة مع تضخيم الإشارة ، وبالتالي تحسين جودة الإشارة.
سيناريوهات التطبيق
في أنظمة الاتصالات البصرية الألياف ، يتم استخدام مضخمات إشارة صغيرة من الألياف الألياف C-band erbium للتعويض عن فقدان الإشارات البصرية في روابط الألياف البصرية ، مما يحسن مسافة الإرسال وسعة نظام الاتصال. على سبيل المثال ، في أنظمة الاتصالات البصرية للألياف الغواصة ، يمكن لهذا المضخم استعادة قوة الإشارة البصرية المخففة بشكل فعال ، مما يضمن جودة وموثوقية الاتصال.
في شبكات مستشعر الألياف البصرية ، يمكن أن يؤدي هذا المضخم إلى تضخيم إخراج الإشارة البصرية الضعيفة بواسطة المستشعر ، مما يحسن دقة قياس المستشعر. على سبيل المثال ، في أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف البصرية ، يمكن أن يضاعف التغيرات الكثافة للإشارات البصرية الناتجة عن التغيرات في درجة الحرارة ، مما يضمن دقة قياس درجة الحرارة.
في أنظمة الليزر الألياف ، يمكن استخدام مضخمات الإشارة الصغيرة ذات الألياف المشتركة C-band لزيادة قوة مصادر بذور الليزر ، وبالتالي الحصول على مخرجات أعلى ليزر طاقة ، والتي يمكن استخدامها للتطبيقات مثل معالجة المواد وعلاج الليزر الطبي.
حقوق الطبع والنشر @ 2020 شركة شنتشن بوكس أوبرونكس تكنولوجيا ، المحدودة - وحدات الألياف الصينية البصرية ، مصنعي الليزر المقترن بالألياف ، مكونات مكونات الليزر جميع الحقوق محفوظة.
