Erbium doped ဖိုင်ဘာအသံချဲ့စက် (EDFA)

အခြေခံအလုပ်လုပ်နိယာမ
ဟိErbium-doped ဖိုင်ဘာအသံချဲ့စက် (EDFA)စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းရရှိရန် ဟီလီယမ်အိုင်းယွန်းကို အသုံးပြုသည့် ကြားခံတစ်ခုဖြစ်သည်။ စွမ်းအင်ချဲ့ထွင်မှုပြတင်းပေါက်တွင် လည်ပတ်လှိုင်းအလျား 1 550 nm နှင့် အကျယ် 50 am ရှိပြီး ဖိုက်ဘာဆုံးရှုံးမှုနည်းသောဝင်းဒိုးနှင့် ကိုက်ညီသည်။ စွမ်းအင်ဆေးထိုးပြတင်းပေါက်သည် 980 nm နှင့် 1 480 nm ဖြစ်သည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ erbium-doped အိုင်းယွန်းဖိုက်ဘာကို EDFA ချဲ့ထွင်မှုအူတိုင်အဖြစ်၊ ဆိုလိုသည်မှာ တက်ကြွသောအလတ်စားတစ်ခုအဖြစ် ပြင်ဆင်ထားသည်။ ချဲ့ထွင်မှုစနစ်သည် လေဆာသုံးအဆင့်စနစ်ဖြစ်ပြီး 980 nm ၏ထိုးသွင်းအလင်းစွမ်းအင်ကို ဟီလီယမ်အိုင်းယွန်းများက မြင့်မားသောစွမ်းအင်အဆင့် 4 သို့ စုပ်ယူကာ လေဆာ၏အကူးအပြောင်းအဆင့် 4n ကို ပြေလျော့စေသောလည်ပတ်မှုဖြင့် ကူးပြောင်းသွားပါသည်။ စွမ်းအင်အဆင့်၏ သက်တမ်းရှည်လျားမှု၊ စုဆောင်းမှုပမာဏ အများအပြား စွမ်းအင်ပမာဏများစွာကို သိုလှောင်ထားသည့် တက်ကြွသော အမှုန်အမွှားများ ၊ ထို့နောက် အချက်ပြအလင်းရောင်ဖြင့် နှိုးဆွသောရောင်ခြည်ကို ဖြတ်သန်းကာ တူညီသောကြိမ်နှုန်းနှင့် တူညီသောအဆင့်၏ များပြားသောအချက်ပြမှုကို ရယူပြီး ၎င်းကို ပြန်ပေးသည်။ အမှုန်အမွှားများကို မြေပြင်အခြေအနေသို့ ချဲ့ထွင်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင် နှိုက်နှိုက်နှိုက်ချွတ်ချွတ် ဆူညံမှုမှာ အလိုအလျောက် ရောင်ခြည်ဖြာထွက်ခြင်း (Amplified Spontaneous Emission (ASE)) သည် ပန့်၏ လှိုင်းအလျားနှင့် ဆက်စပ်နေပါသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် 980 nm လေဆာပန့်သည် ထိရောက်မှုနည်းပြီး ဆူညံသံလည်း နည်းပါးပါသည်။ 1 480 nm လေဆာသည် အလွန်ထိရောက်ပြီး ဆူညံနေသော်လည်း ဒီဇိုင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ယေဘူယျဖိုက်ဘာအကြိုအသံချဲ့စက် EDFA သည် 980 nm pumping ကိုအသုံးပြုသည်၊ ထုတ်လွှင့်သည့်အဆုံးရှိ booster Booster EDFA သည် 980 nm နှင့် 1 480 nm ပေါင်းစပ်စုပ်ထုတ်သည့်နည်းလမ်းကိုအသုံးပြုသည် နှင့် DWDM လိုအပ်ချက်များအရ optical equalization စစ်ထုတ်မှုများအတွက် အထူးဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော မီဒီယာ။ Diaphragm ပြားချပ်ချပ်ဇကာ။
Erbium doped fiber amplifier (FDFA) ၏ အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ-
ပုံမှန် EDFA တွင် erbium-doped ဖိုက်ဘာ၊ ပန့်ရင်းမြစ်၊ လှိုင်းအလျားပိုင်းခြားသည့် multiplexer၊ optical isolator နှင့် optical filter တို့ ပါဝင်ပါသည်။ erbium-doped ဖိုင်ဘာသည် ချဲ့ထွင်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသည်၊ ပန့်ရင်းမြစ်သည် လုံလောက်သော ပန့်ပါဝါကို ပေးဆောင်ပြီး လှိုင်းအလျား ပိုင်းခြားမှု ဘီလ်ပလာဆာသည် အချက်ပြမီးနှင့် ပန့်အလင်းကို erbium-doped ဖိုက်ဘာသို့ ပေါင်းစပ်ထားသည်။ Optical isolator သည် အလင်းရောင်ပြန်ဟပ်မှုပုံစံ optical oscillations များကိုကာကွယ်ရန်နှင့် အချက်ပြလေဆာ၏လုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုအခြေအနေတွင် အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေသောတုံ့ပြန်မှုအလင်းရောင်ကိုကာကွယ်ရန် အလင်းကိုတစ်လမ်းသွားထုတ်လွှင့်မှုကိုသေချာစေသည်။ optical filter ၏ အခန်းကဏ္ဍမှာ optical amplifier တွင် ASE noise ကို စစ်ထုတ်ပြီး EDFA ၏ signal-to-noise ratio ကို မြှင့်တင်ရန်ဖြစ်သည်။ အများအားဖြင့် EDFA တွင် ပန့်အမျိုးအစားသုံးမျိုးရှိသည်- co-directional pump၊ reverse pump နှင့် two-way pump ရှိသည်။ EDFAâ ¢ ึง ၏ အသံချဲ့စက်သည် စဉ်ဆက်မပြတ်ဖြစ်ကြောင်း သေချာစေရန်အလို့ငှာ (ဆိုလိုသည်မှာ ပရီမီယာအသံချဲ့စက်၏ လိုင်းနားအသံချဲ့စက်နှင့် လိုင်း) သို့မဟုတ် အထွက်ပါဝါသည် အဆက်မပြတ်ဖြစ်နေသည် (ဆိုလိုသည်မှာ ထုတ်လွှင့်မှုအဆုံးတွင် ပြည့်ဝသောပါဝါအသံချဲ့စက်) ကို ဒီဇိုင်းရေးဆွဲရန် လိုအပ်ပါသည်။ EDFA ၏ အဝင်နှင့် အထွက်ပါဝါကို စောင့်ကြည့်ရန် အရန်ဆားကစ်တစ်ခုအပြင် pumping အရင်းအမြစ်။ အလုပ်အခြေအနေကို စောင့်ကြည့်ပြီး ထိန်းချုပ်သည်။ စောင့်ကြည့်ရေးရလဒ်များအရ၊ ပန့်အလင်းရင်းမြစ်၏လုပ်ဆောင်မှုအတိုင်းအတာဘောင်များသည် EDFA ကို အကောင်းဆုံးအခြေအနေတွင်အလုပ်လုပ်စေရန် သင့်လျော်စွာချိန်ညှိထားသည်။ ထို့အပြင်၊ အရန်ဆားကစ်အပိုင်းတွင် အလိုအလျောက်အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် အလိုအလျောက်ပါဝါထိန်းချုပ်မှုကဲ့သို့သော အကာအကွယ်လုပ်ဆောင်ချက်များအတွက် ဆားကစ်များပါရှိသည်။
erbium doped fiber amplifier (EDFA) ၏ အခြေခံစွမ်းဆောင်ရည်-
EDFA ၏ အခြေခံစွမ်းဆောင်ရည်ကို အမြတ်၊ အထွက်ပါဝါနှင့် ဆူညံသံများအပြင် bandwidth နှင့် equalization တွင် ထင်ဟပ်ပါသည်။
1. ဝိသေသလက္ခဏာများ ရရှိခြင်း အမြတ်ဝိသေသလက္ခဏာများသည် optical amplifier ၏ အထွက်ပါဝါ၏ အချိုးအစား၏ ချဲ့ထွင်နိုင်စွမ်းကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ၎င်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် dB ဖြင့်ဖော်ပြသည့်အချက်အမျိုးမျိုးနှင့်ဆက်စပ်နေပြီး အသုံးများသောချဲ့ထွင်မှုအချက်မှာ 15 မှ 40 dB ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ရရှိမှုသည် ပန့်စွမ်းအင်နှင့် erbium-doped ဖိုင်ဘာ၏ အရှည်နှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်သည်။ စမ်းသပ်မှုအားဖြင့် အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးကို တွေ့ရှိနိုင်သည်။
2. အထွက်ပါဝါ လက္ခဏာများ စံပြ လိုင်းနား အလင်းပြန်ချဲ့စက်အတွက်၊ input optical ပါဝါကို မခွဲခြားဘဲ တူညီသော အလင်းအချက်ပြလှိုင်းကို ချဲ့ပြီး ထုတ်ပေးနိုင်သည်။ ဤအခြေအနေကိုသေချာစေရန်အတွက်၊ ယေဘုယျအားဖြင့် သေးငယ်သော optical signal ကိုထည့်သွင်းသည့်အခါတွင်၊ လုံလောက်သောအမြတ်ဖြင့်ချဲ့ထွင်ထားသော optical signal ၏အထွက်သည် လေဆာထဲသို့ထိုးသွင်းထားသော pump power အဆင့်၏စွမ်းအင်အဆင့်၏အမှုန်အရေအတွက်ကိုလျှော့ချရန်မလုံလောက်ပါ။ သို့သော်၊ input optical power လုံလောက်စွာကြီးမားသောအခါ၊ ချဲ့ထွင်ပြီးနောက် အထွက်ပါဝါအတွက် ထိုးသွင်းပါဝါသည် မလုံလောက်သောကြောင့်၊ ပြောင်းပြန်အမှုန်အရေအတွက်များ ပြည့်နှက်နေပြီး လျော့ကျသွားစေရန်၊ ထို့ကြောင့် output optical power လျော့နည်းသွားကာ လျော့ကျမှုကို ထိခိုက်စေပါသည်။ amplification factor ၏ အဓိပ္ပါယ်မှာ gain saturation ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ချဲ့ထွင်မှုသည် nonlinear amplification saturation ဒေသသို့ ဝင်ရောက်သွားစေရန်။ EDFA ၏ အမြင့်ဆုံးထွက်အားပါဝါကို 3 dB saturated output power အဖြစ်ဖော်ပြလေ့ရှိပြီး EDFA ၏ အမြင့်ဆုံးပါဝါအထွက်စွမ်းရည်ကို ရောင်ပြန်ဟပ်သည့် 3 dB မှ အထွက်ပါဝါနှင့် ကိုက်ညီသော အထွက်ပါဝါနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ EDFA ၏ ရွှဲရွှဲထွက်ရှိမှုဝိသေသများသည် ဘုံဘိုင်စွမ်းအင်၊ erbium doped ဖိုင်ဘာ၏ အရှည်နှင့် ဖွဲ့စည်းပုံတို့နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ pump optical power ပိုမြင့်လေ၊ 3 dB saturated output power ကြီးလေ၊ erbium-doped ဖိုင်ဘာ အရှည် ပိုရှည်လေ၊ 3 dB saturated output power ပိုကြီးလေ ဖြစ်သည်။
x