خصائصمضخم EDFA
يتشابه مبدأ عمل مضخمات الألياف إلى حد كبير مع مبدأ عمل ليزرات الحالة الصلبة. يوضح الشكل 2 مستويات الطاقة ذات الصلة، وأطياف الامتصاص والكسب لأيونات الإربيوم (Er³⁺) في الألياف البصرية المصنوعة من الكوارتز. تعمل الخصائص غير المتبلورة للكوارتز على توسيع مستويات طاقة أيونات الإربيوم إلى نطاقات، ويمكن استخدام العديد من الانتقالات لضخ أيونات الإربيوم، حيث تُعد أطوال موجات الضخ الأكثر فعالية هي 980 نانومتر و1480 نانومتر.
يقع الطول الموجي التشغيلي لمضخم الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA) ضمن النطاق الأمثل للأطوال الموجية بين 1330 و1600 نانومتر، والمستخدم في اتصالات الألياف الضوئية. وقد شاع استخدام مضخمات EDFA العاملة في النطاق C (1530-1565 نانومتر) لما تتميز به من أدنى فقد في الألياف. وللاستفادة القصوى من عرض النطاق الترددي للألياف الضوئية، يجري العمل على تطوير مضخمات EDFA في النطاق L (1570-1610 نانومتر). يقع النطاق L في نهاية طيف كسب مضخم EDFA، لذا يتطلب استخدام ألياف أطول وقدرة ضخ أعلى، أو ألياف ذات تشويب عالٍ، في مضخمات EDFA العاملة في النطاق L.
مضخم بصري EDFAيتميز هذا الجهاز بكسب عالٍ (أكثر من 30-50 ديسيبل) ويوفر كسبًا ثابتًا عبر نطاق ترددي واسع (يصل إلى 30 نانومترًا)، مما يجعله مناسبًا لتضخيم الإشارات في قنوات بصرية متعددة، وخاصة في أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM). يتميز بضوضاء منخفضة (4-8 ديسيبل)، تقترب من الحد الكمي. عند استخدامه في أنظمة WDM، يتم تقليل التشويش بين القنوات إلى أدنى حد، ويمكن توصيل عدة مضخمات على التوالي. بفضل قدرة خرج التشبع العالية (10-20 ديسيبل ميلي واط)، يمكن استخدامه كمضخم طاقة بعد جهاز الإرسال لزيادة مسافة الإرسال أو عدد العقد البصرية المخصصة دون الحاجة إلى خطوط ترحيل. طاقة الضخ المطلوبة منخفضة (عشرات الميلي واط). الكسب مستقل عن حالة استقطاب الألياف، مما يمنحه استقرارًا جيدًا. سهل الاقتران مع ألياف الإرسال البصرية، مع فقد اقتران منخفض (<1 ديسيبل). باستثناء مصدر الضخ، EDFAمضخم بصرييتكون من مكونات سلبية. لذلك، بالمقارنة مع المرحلات الإلكترونية التجديدية المعقدة والمكلفة، تنخفض تكلفة النظام بشكل كبير وتتحسن موثوقيته.
بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائص التضخيم لـإي دي إف إيهالمضخمات مستقلة عن معدل بت النظام وتنسيق البيانات، لذا يمكنها تضخيم ونقل المعلومات الرقمية والتناظرية على حد سواء. من عيوب مضخم الألياف المشبع بالإربيوم: كبر حجمه؛ وقصر عمر مصدر الضخ؛ وعدم إمكانية دمجه مع أجهزة أخرى، مما يحد من تطبيقاته.مضخم ألياف مشبع بالإربيومفي مجال التكامل الكهروضوئي (OEIC). بالإضافة إلى ذلك، فإن عرض نطاق كسب مضخم EDFA لا يغطي سوى جزء من نافذة الفقد المنخفض للألياف أحادية النمط المصنوعة من الكوارتز، مما يحد من عدد قنوات الطول الموجي التي يمكن أن تستوعبها الألياف، وهو ما يُعد أيضًا أحد عيوبها.
تاريخ النشر: 28 أبريل 2026