Wzmacniacze światłowodowe Wykład 9 SMK

Pracą trójpoziomową charakteryzują się wzmacniacze EDFA. Promieniowanie pompy
wzbudza atomy erbu do poziomu E 3 . Po czasie 1 µs atomy te przechodzą do poziomów
metastabilnych o czasie życia 10 ms. Wzmocnienie sygnału jest wynikiem emisji
wymuszonej wzbudzonych na poziom metastabilny jonów erbu (w paśmie ok. 1530 nm, a
długość fali pompy 980 nm lub 1480 nm).
Kształt i szerokość widma wzmocnienia istotnie zależy od domieszkowania rdzenia
światłowodu (domieszki Al., P poszerzają to widmo).
Wzmocnienie wzmacniacza EDFA zależy od:
- koncentracji jonów erbu,
- średnicy rdzenia,
- mocy pompy,
- długości wzmacniacza.
Moce pompy i sygnału zmieniają się na długości domieszkowanego światłowodu z
powodu absorpcji, emisji spontanicznej i emisji wymuszonej. Zależą też od tego czy
promieniowanie pompy i sygnału rozchodzą się w jednakowych, czy przeciwnych
kierunkach.
Dla danej mocy pompy istnieje optymalna długość wzmacniacza dająca maksymalne
wzmocnienie. Typowo: 25-30 dB. Standardowe pasmo – 35 nm przy użyciu pompy o
długości fali 1480 nm i mocy z zakresu 10-100 mW. Typowe maksymalne wyjściowe moce
nasycenia 15-20 mW (porównywalne z najlepszymi wzmacniaczami półprzewodnikowymi).
Ze wzrostem mocy optycznej wyjściowa moc wzmacniacza rośnie (do kilkuset MW).
Zachowanie się wzmacniacza w nasyceniu pokazuje następny rysunek.
2