סכמה טכנית של מערכת מגבר EDFA בפס L

1. סיב מסומם בארביום
ארביום הוא יסוד אדמה נדיר עם מספר אטומי 68 ומשקל אטומי של 167.3. רמת האנרגיה האלקטרונית של יון הארביום מוצגת באיור, והמעבר מרמת האנרגיה הנמוכה לרמת האנרגיה העליונה תואם לתהליך בליעת האור. השינוי מרמת האנרגיה העליונה לרמת האנרגיה הנמוכה תואם לתהליך פליטת האור.

2. עקרון EDFA

EDFA משתמש בסיב מסומם ביוני ארביום כמדיום הגברה, המייצר היפוך אוכלוסייה תחת אור משאבה. הוא מממש הגברת קרינה מגורה תחת אינדוקציה של אור אות.
ליוני ארביום יש שלוש רמות אנרגיה. הם נמצאים ברמת האנרגיה הנמוכה ביותר, E1, כאשר הם אינם מעוררים מאור כלשהו. כאשר הסיב מעורר ברציפות על ידי לייזר מקור אור המשאבה, החלקיקים במצב היסוד צוברים אנרגיה ועוברים לרמת אנרגיה גבוהה יותר. כמו במעבר מ-E1 ל-E3, מכיוון שהחלקיק אינו יציב ברמת האנרגיה הגבוהה של E3, הוא ייפול במהירות למצב מטא-סטבילי E2 בתהליך מעבר לא-קרינתי. ברמת אנרגיה זו, לחלקיקים יש חיי הישרדות ארוכים יחסית. עקב העירור המתמשך של מקור אור המשאבה, מספר החלקיקים ברמת האנרגיה E2 ימשיך לגדול, ומספר החלקיקים ברמת האנרגיה E1 יגדל. בדרך זו, מתממשת התפלגות היפוך האוכלוסייה בסיב המסומם בארביום, והתנאים ללמידת הגברה אופטית זמינים.
כאשר אנרגיית הפוטון של אות הקלט E=hf שווה בדיוק להפרש רמות האנרגיה בין E2 ו-E1, E2-E1=hf, החלקיקים במצב מטא-סטבילי יעברו למצב יסוד E1 בצורת קרינה מגורה. הקרינה והפוטונים בקלט באות זהים לפוטונים, ובכך מגדילים משמעותית את מספר הפוטונים, מה שהופך את אות הקלט האופטי לאות פלט אופטי חזק בסיב המסומם בארביום, ומממש הגברה ישירה של האות האופטי.

2. תרשים מערכת ומבוא בסיסי למכשיר
2.1. הדיאגרמה הסכמטית של מערכת מגבר הסיבים האופטיים בפס L היא כדלקמן:

2.2. הדיאגרמה הסכמטית של מערכת מקור האור ASE לפליטה ספונטנית של סיב מסומם בארביום היא כדלקמן:

מבוא למכשיר

1. מגבר סיבים מסומם ארביום בעל הספק גבוה ROF -EDFA -HP

פָּרָמֶטֶר		יְחִידָה	דקות	טיפוס	מקס
טווח אורכי גל פעולה		nm	1525		1565
טווח עוצמת אות הקלט		dBm	-5		10
עוצמת פלט אופטית של רוויה		dBm			37
יציבות הספק אופטי של פלט רוויה		dB			±0.3
מדד רעש בקלט 0dBm		dB		5.5	6.0
בידוד אופטי של הקלט		dB	30
בידוד אופטי של פלט		dB	30
אובדן החזרת קלט		dB	40
אובדן החזרת פלט		dB	40
הגבר תלוי קיטוב		dB		0.3	0.5
פיזור מצב קיטוב		ps			0.3
דליפת משאבת הכניסה		dBm			-30
דליפת משאבת פלט		dBm			-30
מתח הפעלה		וולט (AC)	80		240
סוג סיב			SMF-28
ממשק פלט			FC/APC
ממשק תקשורת			RS232
גודל החבילה	מודול	mm	483×385×88 (מתלה 2U)
גודל החבילה	שולחן עבודה	mm	150×125×35

2. מגבר הספק סיבים מסומם בארביום ROF-EDFA-B

פָּרָמֶטֶר			יְחִידָה	דקות	טיפוס	מקס
טווח אורכי גל פעולה			nm	1525		1565
טווח הספק אות הפלט			dBm	-10
רווח אות קטן			dB		30	35
טווח פלט אופטי רוויה *			dBm		17/20/23
נתון רעש **			dB		5.0	5.5
בידוד קלט			dB	30
בידוד פלט			dB	30
רווח בלתי תלוי בקיטוב			dB		0.3	0.5
פיזור מצב קיטוב			ps			0.3
דליפת משאבת הכניסה			dBm			-30
דליפת משאבת פלט			dBm			-40
מתח הפעלה		מודול	V	4.75	5	5.25
מתח הפעלה		שולחן עבודה	וולט (AC)	80		240
סיב אופטי				SMF-28
ממשק פלט				FC/APC
מידות	מודול		mm	90×70×18
מידות	שולחן עבודה		mm	320×220×90

3. מגבר סיבים מסומם ארביום דגם ROF-EDFA-P

פָּרָמֶטֶר		יְחִידָה	דקות	טיפוס	מקס
טווח אורכי גל פעולה		nm	1525		1565
טווח עוצמת אות הקלט		dBm	-45
רווח אות קטן		dB		30	35
טווח פלט הספק אופטי רוויה *		dBm		0
מדד רעש **		dB		5.0	5.5
בידוד אופטי של הקלט		dB	30
בידוד אופטי של פלט		dB	30
הגבר תלוי קיטוב		dB		0.3	0.5
פיזור מצב קיטוב		ps			0.3
דליפת משאבת הכניסה		dBm			-30
דליפת משאבת פלט		dBm			-40
מתח הפעלה	מודול	V	4.75	5	5.25
מתח הפעלה	שולחן עבודה	וולט (AC)	80		240
סוג סיב			SMF-28
ממשק פלט			FC/APC
גודל החבילה	מודול	mm	907018
גודל החבילה	שולחן עבודה	mm	32022090