תיאור: מגבר סיבים מסומם בארביוםמגבר אופטי EDFA
מגבר סיבים אופטיים מסוממים בארביום (EDFA, כלומר, מגבר האות האופטי עם Er3 + מסומם בליבת הסיבים דרך האות) הוא המגבר האופטי הראשון שפותח על ידי אוניברסיטת סאות'המפטון בשנת 1985, והוא אחת ההמצאות הגדולות ביותר בתקשורת סיבים אופטיים. סיב מסומם בארביום הוא סוג של סיב עם כמות קטנה של יוני ארביום (Er), יסוד אדמה נדיר, בסיבי קוורץ, שהם הליבה שלמגבר סיבים מסומם בארביוםמאז סוף שנות ה-80, נעשו פריצות דרך משמעותיות במחקר מגברי סיבים מסוממים בארביום. טכנולוגיית WDM הגדילה מאוד את קיבולת התקשורת באמצעות סיבים אופטיים. זהו המגבר האופטי הנפוץ ביותר בתקשורת סיבים אופטיים.
יישום: מגבר סיבים אופטיים הוא מכשיר מגבר אופטי המגביר ישירות את האות האופטי במערכת תקשורת סיבים אופטיים. במערכת תקשורת המשתמשת בסיבים אופטיים, זוהי טכנולוגיה המגבירה ישירות את האות האופטי מבלי להמיר את האות האופטי לאות חשמלי. מגבר סיבים מסומם בארביום (EDFA Optical Amplifier, כלומר, מגבר אות אופטי עם יון ארביום Er3+ בליבת הסיב דרך האות) הוא המגבר האופטי הראשון שפותח על ידי אוניברסיטת סאות'המפטון בבריטניה ואוניברסיטת טוהוקו ביפן, זוהי אחת ההמצאות הגדולות ביותר בתקשורת סיבים אופטיים. סיבים מסוממים בארביום הם סוג של סיב עם כמות קטנה של יוני ארביום (Er) אלמנט אדמה נדיר בסיבי קוורץ, שהם הליבה של מגבר סיבים מסומם בארביום. מאז סוף שנות ה-80, נעשו פריצות דרך משמעותיות במחקר מגברי סיבים מסוממים בארביום. טכנולוגיית WDM הגדילה מאוד את קיבולת התקשורת של סיבים אופטיים. זהו המגבר האופטי הנפוץ ביותר בתקשורת סיבים אופטיים.
פרמטר בסיסי
שם המילה: מגבר סיבים מסומם בארביום
מונח קשור:מגבר אופטי
סיב קוורץ מסומם ביסודות אדמה נדירים (כגון Nd, Er, Pr, Tm וכו') יכול ליצור מערכת לייזר רב-מפלסית, ולהגביר ישירות את אור אות הקלט תחת פעולת אור המשאבה. לאחר מתן המשוב המתאים, נוצר לייזר סיבים. אורך הגל הפעולה של מגבר סיבים מסומם ND הוא 1060 ננומטר ו-1330 ננומטר, אך פיתוחו ויישומו מוגבלים עקב סטייה מיציאת התקשורת האופטימלית של סיבים וסיבות נוספות. אורכי הגל הפעולה של EDFA ו-PDFA נמצאים בחלון אובדן הגל הנמוך ביותר (1550 ננומטר) ואורך גל אפס פיזור (1300 ננומטר) של תקשורת סיבים אופטיים בהתאמה, ו-TDFA פועל בתחום S-band, המתאים מאוד ליישומי מערכת תקשורת סיבים אופטיים. במיוחד EDFA, הפיתוח המהיר ביותר, היה מעשי.
על בסיס פיתוח הסיבים המסוממים בארביום, ממשיכים להופיע מגברי סיבים חדשים רבים. לדוגמה, מגבר הסיבים הדו-פסי (DBFA) המבוסס על סיבים מסוממים בארביום הוא מגבר אופטי רחב פס, והפס הרחב יכול לכסות כמעט את כל רוחב הפס של ריבוב חלוקת אורך הגל (WDM). מוצר דומה הוא מגבר אופטי אולטרה-רחב פס (UWOA), בעל רוחב פס כיסוי המאפשר הגברה של עד 100 ערוצי אורך גל בסיב יחיד.
יישום מעשי
יישום מגבר סיבים מסומם בארביום (מגבר EDFA) במערכת תקשורת דיגיטלית קונבנציונלית של סיבים אופטיים יכול לחסוך הרבה שימוש בממסרים אופטיים, ומרחק הממסר גדל משמעותית, דבר בעל משמעות רבה עבור מערכות כבלים למרחקים ארוכים.
היישומים העיקריים שלה כוללים:
1, יכול לשמש כמגבר למרחק אור. למשחזרים סיבים אופטיים אלקטרוניים מסורתיים יש מגבלות רבות. לדוגמה, כאשר האות הדיגיטלי והאות האנלוגי מומרים זה לזה, יש להחליף את המשחזר בהתאם; כאשר הציוד עובר ממהירות נמוכה למהירות גבוהה, יש להחליף את המשחזר בהתאם. משדרים רק את אותו אורך גל של אות אור, והמבנה מורכב, יקר וכן הלאה. מגברי סיבים מסוממים בארביום מתגברים על חסרונות אלה, לא רק שהם אינם צריכים להשתנות עם שינוי מצב האות, אלא גם אינם צריכים להחליף אותם כאשר הציוד מורחב או משמש לריבוב חלוקת אורך גל אופטי.
2, יכול לשמש כמגבר פוסט-מגבר של משדר אופטי וכמגבר קדם-מגבר של מקלט אופטי. כמגבר פוסט-מגבר של המשדר האופטי, ניתן להגדיל את עוצמת השידור של הלייזר מ-0db ל-+10db. כאשר משתמשים בו כמגבר קדם-מגבר של מקלט אופטי, ניתן גם לשפר משמעותית את הרגישות שלו. לכן, רק 1-2 מגברים מסוממים בארביום מותקנים על הקו, וניתן להגדיל את מרחק שידור האות ב-100-200 ק"מ.
בנוסף, מגבר סיבים מסומם בארביום (מגבר EDFA) כדי לפתור את הבעיה. היתרונות הייחודיים של מגברי סיבים מסוממים בארביום הוכרו על ידי העולם, והם נמצאים בשימוש נרחב יותר ויותר. עם זאת, למגברי סיבים מסוממים בארביום יש גם כמה מגבלות. לדוגמה, בתקשורת למרחקים ארוכים לא ניתן לנהל תקשורת ארוכת טווח, קשר עסקי בתחנה קשה יותר, לא קל למצוא תקלות, אורך החיים של מקור האור של המשאבה קצר, ועם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים, בעיות אלו ייפתרו באופן משביע רצון.
זמן פרסום: 14 במרץ 2025