1. ألياف مشبعة بالإربيوم
الإربيوم عنصر من العناصر الأرضية النادرة، عدده الذري 68 ووزنه الذري 167.3. يوضح الشكل مستويات الطاقة الإلكترونية لأيون الإربيوم، حيث يمثل الانتقال من مستوى الطاقة الأدنى إلى مستوى الطاقة الأعلى عملية امتصاص الضوء، بينما يمثل الانتقال من مستوى الطاقة الأعلى إلى مستوى الطاقة الأدنى عملية انبعاث الضوء.
2. مبدأ EDFA
يستخدم مضخم الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA) أليافًا مشبعة بأيونات الإربيوم كوسيط تضخيم، مما ينتج عنه انعكاس التوزيع السكاني تحت تأثير ضوء الضخ. ويحقق هذا المضخم تضخيم الإشعاع المحفز تحت تأثير ضوء الإشارة.
تمتلك أيونات الإربيوم ثلاثة مستويات طاقة. تكون في أدنى مستوى طاقة، E1، عندما لا تتعرض لأي إثارة ضوئية. عند إثارة الألياف بشكل مستمر بواسطة ليزر مصدر الضوء، تكتسب الجسيمات في الحالة الأرضية طاقة وتنتقل إلى مستوى طاقة أعلى. على سبيل المثال، عند الانتقال من E1 إلى E3، ونظرًا لعدم استقرار الجسيم في مستوى الطاقة العالي E3، فإنه يهبط سريعًا إلى الحالة شبه المستقرة E2 في عملية انتقال غير إشعاعية. في هذا المستوى من الطاقة، تتمتع الجسيمات بعمر بقاء طويل نسبيًا. وبسبب الإثارة المستمرة بواسطة مصدر الضوء، يستمر عدد الجسيمات في مستوى الطاقة E2 في الازدياد، وكذلك عدد الجسيمات في مستوى الطاقة E1. وبهذه الطريقة، يتحقق توزيع انعكاس التعداد السكاني في الألياف المطعمة بالإربيوم، وتتوفر الظروف اللازمة لتضخيم الإشارة الضوئية.
عندما تتساوى طاقة الفوتون المدخل E=hf تمامًا مع فرق مستوى الطاقة بين E2 و E1، أي E2-E1=hf، فإن الجسيمات في الحالة شبه المستقرة ستنتقل إلى الحالة الأرضية E1 على شكل إشعاع محفز. يتطابق الإشعاع مع الفوتونات المدخلة في الإشارة، مما يزيد عدد الفوتونات بشكل ملحوظ، ويجعل الإشارة الضوئية المدخلة إشارة ضوئية قوية في الألياف المشوبة بالإربيوم، محققًا بذلك تضخيمًا مباشرًا للإشارة الضوئية.
2. مخطط النظام ومقدمة عن الجهاز الأساسي
2.1. المخطط التوضيحي لنظام مضخم الألياف الضوئية في النطاق L هو كما يلي:
2.2. المخطط التوضيحي لنظام مصدر ضوء ASE للانبعاث التلقائي للألياف المشوبة بالإربيوم هو كما يلي:
مقدمة عن الجهاز
1. مضخم ألياف عالي الطاقة مشبع بالإربيوم ROF-EDFA-HP
| المعلمة | وحدة | مين | النوع | الأعلى | |
| نطاق الطول الموجي التشغيلي | nm | 1525 | 1565 | ||
| نطاق قدرة إشارة الإدخال | ديسيبل ميلي واط | -5 | 10 | ||
| القدرة الضوئية الناتجة عند التشبع | ديسيبل ميلي واط | 37 | |||
| استقرار القدرة الضوئية الناتجة عند التشبع | dB | ±0.3 | |||
| مؤشر الضوضاء عند مدخل 0 ديسيبل ميلي واط | dB | 5.5 | 6.0 | ||
| عزل الإدخال البصري | dB | 30 | |||
| عزل بصري للمخرج | dB | 30 | |||
| خسارة إرجاع المدخلات | dB | 40 | |||
| خسارة العائد الناتج | dB | 40 | |||
| الكسب المعتمد على الاستقطاب | dB | 0.3 | 0.5 | ||
| تشتت نمط الاستقطاب | ps | 0.3 | |||
| تسرب في مضخة الإدخال | ديسيبل ميلي واط | -30 | |||
| تسرب في مضخة الإخراج | ديسيبل ميلي واط | -30 | |||
| جهد التشغيل | V( AC ) | 80 | 240 | ||
| نوع الألياف | SMF-28 | ||||
| واجهة الإخراج | FC/APC | ||||
| واجهة الاتصال | RS232 | ||||
| حجم العبوة | وحدة | mm | 483×385×88 (رف 2U) | ||
| سطح المكتب | mm | 150×125×35 | |||
2. مضخم طاقة الألياف المشوبة بالإربيوم ROF-EDFA-B
| المعلمة | وحدة | مين | النوع | الأعلى | ||
| نطاق الطول الموجي التشغيلي | nm | 1525 | 1565 | |||
| نطاق قدرة إشارة الخرج | ديسيبل ميلي واط | -10 | ||||
| كسب إشارة صغير | dB | 30 | 35 | |||
| نطاق خرج بصري للتشبع * | ديسيبل ميلي واط | 17/20/23 | ||||
| معامل الضوضاء ** | dB | 5.0 | 5.5 | |||
| عزل المدخلات | dB | 30 | ||||
| عزل المخرجات | dB | 30 | ||||
| كسب مستقل عن الاستقطاب | dB | 0.3 | 0.5 | |||
| تشتت نمط الاستقطاب | ps | 0.3 | ||||
| تسرب في مضخة الإدخال | ديسيبل ميلي واط | -30 | ||||
| تسرب في مضخة الإخراج | ديسيبل ميلي واط | -40 | ||||
| جهد التشغيل | وحدة نمطية | V | 4.75 | 5 | 5.25 | |
| سطح المكتب | V( AC ) | 80 | 240 | |||
| الألياف الضوئية | SMF-28 | |||||
| واجهة الإخراج | FC/APC | |||||
| أبعاد | وحدة نمطية | mm | 90×70×18 | |||
| سطح المكتب | mm | 320×220×90 | ||||
3. مضخم ألياف مطعّم بالإربيوم من طراز ROF-EDFA-P
| المعلمة | وحدة | مين | النوع | الأعلى | |
| نطاق الطول الموجي التشغيلي | nm | 1525 | 1565 | ||
| نطاق قدرة إشارة الإدخال | ديسيبل ميلي واط | -45 | |||
| كسب إشارة صغير | dB | 30 | 35 | ||
| نطاق خرج الطاقة الضوئية عند التشبع * | ديسيبل ميلي واط | 0 | |||
| مؤشر الضوضاء ** | dB | 5.0 | 5.5 | ||
| عزل الإدخال البصري | dB | 30 | |||
| عزل بصري للمخرج | dB | 30 | |||
| الكسب المعتمد على الاستقطاب | dB | 0.3 | 0.5 | ||
| تشتت نمط الاستقطاب | ps | 0.3 | |||
| تسرب في مضخة الإدخال | ديسيبل ميلي واط | -30 | |||
| تسرب في مضخة الإخراج | ديسيبل ميلي واط | -40 | |||
| جهد التشغيل | وحدة | V | 4.75 | 5 | 5.25 |
| سطح المكتب | V( AC ) | 80 | 240 | ||
| نوع الألياف | SMF-28 | ||||
| واجهة الإخراج | FC/APC | ||||
| حجم العبوة | وحدة | mm | 90*70*18 | ||
| سطح المكتب | mm | 320*220*90 | |||