Erbium-dotierter Faserverstärker (edfa)

Definition - Was bedeutet Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA)?

Ein Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) ist eine Vorrichtung, die ein optisches Fasersignal verstärkt. Es wird im Telekommunikationsbereich und in verschiedenen Arten von Forschungsbereichen eingesetzt. Ein EDFA wird mit einem Material namens Erbium "dotiert". Der Begriff "Dotierung" bezieht sich auf den Prozess der Verwendung chemischer Elemente, um Ergebnisse durch Manipulation von Elektronen zu ermöglichen.

Der EDFA war der erste erfolgreiche optische Verstärker und ein wesentlicher Faktor für den schnellen Einsatz von Glasfasernetzen in den neunziger Jahren.

Technische.me erklärt Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA)

Im Allgemeinen arbeitet EDFA nach dem Prinzip, die Emission von Photonen zu stimulieren. Mit EDFA wird eine Erbium-dotierte optische Faser im Kern mit Licht von Laserdioden gepumpt. Diese Art der Einrichtung in Telekommunikationssystemen kann bei der Glasfaserkommunikation hilfreich sein, beispielsweise um die Leistung eines Datensenders zu steigern. Ein EDFA kann auch verwendet werden, um lange Spannweiten eines passiven Glasfasernetzwerks aufrechtzuerhalten, und kann auch für einige Arten von Gerätetests verwendet werden.

Pumplaser, sogenannte Pumpbänder, setzen Dotierstoffe in die Silikafaser ein, was zu einer Verstärkung oder Verstärkung führt. Eine EDFA-Verstärkung tritt auf, wenn der Pumplaser die Erbiumionen anregt, die dann ein höheres Energieniveau erreichen. Photonen werden emittiert, wenn die Erbiumionenwerte abnehmen oder abfallen. Dieser Zerfallsprozess erzeugt eine Wechselwirkung zwischen den Phononen und der Glasmatrix, die atomare elastische Strukturen schwingen.

Die EDFA-Rate oder das Verstärkungsfenster basiert auf dem optischen Wellenlängenbereich der Verstärkung und wird durch die spektroskopischen Eigenschaften der Dotierstoffionen, die Glasfaserstruktur sowie die Wellenlänge und Leistung des Pumplasers bestimmt. Wenn Ionen in das Glasfaserglas gesendet werden, verbreitern sich die Energieniveaus, was zu einer Verbreiterung des Verstärkungsfensters und einem Lichtspektrum mit einer breiten Verstärkungsbandbreite von Glasfaserverstärkern führt, die für die Wellenlängenmultiplexkommunikation verwendet werden. Dieser einzelne Verstärker kann mit allen Glasfaserkanalsignalen verwendet werden, wenn sich Signalwellenlängen im Verstärkungsfenster befinden. Optische Isolatorvorrichtungen befinden sich auf beiden Seiten des EDFA und dienen als Dioden, die verhindern, dass Signale in mehr als eine Richtung übertragen werden.

EDFAs sind normalerweise auf nicht mehr als 10 Bereiche begrenzt, die eine maximale Entfernung von ungefähr 800 Kilometern (km) abdecken. Größere Entfernungen erfordern einen Zwischenleitungs-Repeater, um das Signal neu zu messen und umzuformen und akkumuliertes Rauschen von verschiedenen Lichtstreuungsformen aus Biegungen in der optischen Faser zu filtern. Darüber hinaus können EDFAs keine Wellenlängen von weniger als 1525 Nanometern (nm) verstärken.