एर्बियम डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर (ईडीएफए)

बुनियादी कार्य सिद्धांत:
The एर्बियम-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर (ईडीएफए)एक माध्यम है जो ऊर्जा रूपांतरण प्राप्त करने के लिए हीलियम आयनों का उपयोग करता है। ऊर्जा प्रवर्धन विंडो में 1 550 एनएम की ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य विंडो और 50 पूर्वाह्न की चौड़ाई है, जो फाइबर की कम हानि विंडो के अनुरूप है। ऊर्जा इंजेक्शन विंडो 980 एनएम और 1 480 एनएम है। आम तौर पर, एक एर्बियम-डॉप्ड आयन फाइबर को ईडीएफए प्रवर्धन कोर, यानी एक सक्रिय माध्यम के रूप में तैयार किया जाता है। प्रवर्धन प्रणाली एक लेजर तीन-स्तरीय प्रणाली है, 980 एनएम की इंजेक्ट की गई प्रकाश ऊर्जा को हीलियम आयनों द्वारा उच्च ऊर्जा स्तर 4" तक अवशोषित किया जाता है, और लेजर के संक्रमण स्तर 4n को विश्राम दोलन द्वारा परिवर्तित किया जाता है। के कारण ऊर्जा स्तर का लंबा जीवन, बड़ी मात्रा में संचय सक्रिय कण, जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा आरक्षित करते हैं, और फिर सिग्नल प्रकाश के साथ उत्तेजित विकिरण को पारित करते हैं, समान आवृत्ति और समान चरण के गुणा संकेत प्राप्त करते हैं, और वापस लौटते हैं जमीनी अवस्था में कण। प्रवर्धन प्रक्रिया में प्रेरित शोर सहज विकिरण (प्रवर्धित सहज उत्सर्जन (एएसई) है, जो पंप की तरंग दैर्ध्य से संबंधित है। सामान्य तौर पर, 980 एनएम लेजर पंप दक्षता में कम और शोर में कम है , जबकि 1 480 एनएम लेजर अत्यधिक कुशल और शोर है। डिजाइन प्रक्रिया में, सामान्य प्री-फाइबर एम्पलीफायर ईडीएफए 980 एनएम पंपिंग का उपयोग करता है; ट्रांसमिटिंग अंत में बूस्टर बूस्टर ईडीएफए 980 एनएम और 1 480 एनएम की हाइब्रिड पंपिंग विधि का उपयोग करता है , और ऑप्टिकल इक्वलाइज़ेशन फ़िल्टर के लिए DWDM आवश्यकताओं के अनुसार विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया मीडिया। डायाफ्राम फ्लैट फिल्टर.
एर्बियम डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर (एफडीएफए) की मूल संरचना:
एक विशिष्ट ईडीएफए में एक एर्बियम-डोप्ड फाइबर, एक पंप स्रोत, एक तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सर, एक ऑप्टिकल आइसोलेटर और एक ऑप्टिकल फिल्टर होता है। एर्बियम-डॉप्ड फाइबर प्रवर्धन प्रदान करता है, पंप स्रोत पर्याप्त पंप शक्ति प्रदान करता है, और तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सर सिग्नल लाइट और पंप लाइट को एर्बियम-डॉप्ड फाइबर में जोड़ता है। ऑप्टिकल आइसोलेटर प्रकाश के एक-तरफ़ा संचरण को सुनिश्चित करता है ताकि प्रकाश प्रतिबिंबों को ऑप्टिकल दोलनों से रोका जा सके और फीडबैक प्रकाश सिग्नल लेजर की परिचालन स्थिति में गड़बड़ी का कारण बनता है। ऑप्टिकल फिल्टर की भूमिका ऑप्टिकल एम्पलीफायर में एएसई शोर को फ़िल्टर करना और ईडीएफए के सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करना है। आमतौर पर ईडीएफए के तीन पंप प्रकार होते हैं: सह-दिशात्मक पंप, रिवर्स पंप और दो-तरफा पंप। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ईडीएफए का प्रवर्धन स्थिर है (यानी, प्रीएम्प्लीफायर और लाइन का रैखिक एम्पलीफायर) या आउटपुट पावर स्थिर है (यानी, ट्रांसमिटिंग एंड पर संतृप्त पावर एम्पलीफायर), इसे डिजाइन करना आवश्यक है ईडीएफए के इनपुट और आउटपुट पावर, साथ ही पंपिंग स्रोत की निगरानी के लिए एक सहायक सर्किट। कार्य की स्थिति की निगरानी और नियंत्रण किया जाता है। निगरानी परिणामों के अनुसार, ईडीएफए को इष्टतम स्थिति में काम करने के लिए पंप प्रकाश स्रोत के कामकाजी मापदंडों को उचित रूप से समायोजित किया जाता है। इसके अलावा, सहायक सर्किट अनुभाग में स्वचालित तापमान नियंत्रण और स्वचालित बिजली नियंत्रण जैसे सुरक्षा कार्यों के लिए सर्किट भी शामिल हैं।
एर्बियम डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर (ईडीएफए) का मूल प्रदर्शन:
ईडीएफए का मूल प्रदर्शन लाभ, आउटपुट पावर और शोर, साथ ही बैंडविड्थ और इक्वलाइजेशन में परिलक्षित होता है।
1. लाभ विशेषताएँ लाभ विशेषताएँ ऑप्टिकल एम्पलीफायर की आउटपुट पावर और इनपुट पावर के अनुपात की प्रवर्धन क्षमता का प्रतिनिधित्व करती हैं। यह विभिन्न कारकों से संबंधित है, जिसे आम तौर पर डीबी में व्यक्त किया जाता है, और आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला प्रवर्धन कारक 15 से 40 डीबी है। सामान्य तौर पर, लाभ सीधे तौर पर पंप की शक्ति और एर्बियम-डोप्ड फाइबर की लंबाई से संबंधित होता है। सर्वोत्तम मूल्य प्रयोग द्वारा पाया जा सकता है।
2. आउटपुट पावर विशेषताएँ एक आदर्श रैखिक ऑप्टिकल एम्पलीफायर के लिए, ऑप्टिकल सिग्नल को बढ़ाया जा सकता है और इनपुट ऑप्टिकल पावर की परवाह किए बिना समान लाभ पर आउटपुट किया जा सकता है। इस स्थिति को सुनिश्चित करने के लिए, आम तौर पर केवल जब एक छोटा ऑप्टिकल सिग्नल इनपुट किया जाता है, तो पर्याप्त लाभ द्वारा प्रवर्धित ऑप्टिकल सिग्नल का आउटपुट लेजर में इंजेक्ट की गई पंप शक्ति के ऊर्जा स्तर के कणों की संख्या को कम करने के लिए अपर्याप्त होता है। हालाँकि, जब इनपुट ऑप्टिकल पावर पर्याप्त रूप से बड़ी होती है, तो इंजेक्शन की शक्ति प्रवर्धन के बाद आउटपुट पावर की भरपाई करने के लिए अपर्याप्त होती है, जिससे उल्टे कणों की संख्या संतृप्त और कम हो जाती है, और इस प्रकार आउटपुट ऑप्टिकल पावर कम हो जाती है, जो कमी को प्रभावित करती है प्रवर्धन कारक का, यानी लाभ संतृप्ति का। , ताकि प्रवर्धन अरैखिक प्रवर्धन संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश कर जाए। ईडीएफए की अधिकतम आउटपुट पावर को आमतौर पर 3 डीबी संतृप्त आउटपुट पावर के रूप में व्यक्त किया जाता है, जो आउटपुट पावर से मेल खाती है जब संतृप्ति लाभ 3 डीबी तक गिर जाता है, जो ईडीएफए की अधिकतम पावर आउटपुट क्षमता को दर्शाता है। ईडीएफए की संतृप्ति आउटपुट विशेषताएं पंप शक्ति, एर्बियम डोप्ड फाइबर की लंबाई और संरचना से संबंधित हैं। पंप ऑप्टिकल पावर जितनी अधिक होगी, 3 डीबी संतृप्त आउटपुट पावर उतनी ही अधिक होगी; एर्बियम-डोप्ड फाइबर की लंबाई जितनी अधिक होगी, 3 डीबी संतृप्त आउटपुट पावर उतनी ही अधिक होगी।
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