شرح: تقویت‌کننده فیبر آلاییده شده با اربیومتقویت‌کننده نوری EDFA
تقویت‌کننده فیبر نوری آلاییده با اربیوم (ادفا، یعنی تقویت‌کننده سیگنال نوری با ناخالصی Er3+ در هسته فیبر از طریق سیگنال) اولین تقویت‌کننده نوری است که توسط دانشگاه ساوت‌همپتون در سال ۱۹۸۵ توسعه داده شد و یکی از بزرگترین اختراعات در ارتباطات فیبر نوری است. فیبر آلاییده شده با اربیوم نوعی فیبر با مقدار کمی یون‌های عنصر خاکی کمیاب اربیوم (Er) در فیبر کوارتز است که هسته ...تقویت‌کننده فیبری آلاییده با اربیوماز اواخر دهه ۱۹۸۰، پیشرفت‌های بزرگی در تحقیقات تقویت‌کننده‌های فیبری آلاییده به اربیوم حاصل شده است. فناوری WDM ظرفیت ارتباطات فیبر نوری را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. این تقویت‌کننده نوری پرکاربردترین تقویت‌کننده در ارتباطات فیبر نوری است.
کاربرد: تقویت‌کننده فیبر نوری یک دستگاه تقویت‌کننده نوری است که سیگنال نوری را مستقیماً در سیستم ارتباطی فیبر نوری تقویت می‌کند. در سیستم ارتباطی با استفاده از فیبر نوری، این فناوری است که سیگنال نوری را مستقیماً بدون تبدیل سیگنال نوری به سیگنال الکتریکی تقویت می‌کند. تقویت‌کننده فیبر آلاییده با اربیم (تقویت‌کننده نوری EDFA، یعنی تقویت‌کننده سیگنال نوری با یون اربیم Er3+ در هسته فیبر از طریق سیگنال) اولین تقویت‌کننده نوری است که توسط دانشگاه ساوت‌همپتون در انگلستان و دانشگاه توهوکو ژاپن توسعه یافته است و یکی از بزرگترین اختراعات در ارتباطات فیبر نوری است. فیبر آلاییده با اربیم نوعی فیبر با مقدار کمی یون‌های اربیم (Er) عنصر خاکی کمیاب در فیبر کوارتز است که هسته تقویت‌کننده فیبر آلاییده با اربیم است. از اواخر دهه 1980، پیشرفت‌های بزرگی در تحقیقات تقویت‌کننده‌های فیبر آلاییده با اربیم حاصل شده است. فناوری WDM ظرفیت ارتباطات فیبر نوری را به میزان زیادی افزایش داده است. این پرکاربردترین تقویت‌کننده نوری در ارتباطات فیبر نوری است.
پارامتر اساسی
نام کلمه: تقویت‌کننده فیبری آلاییده با اربیوم
اصطلاح مرتبط:تقویت‌کننده نوری
فیبر کوارتز آلاییده شده با عناصر خاکی کمیاب (مانند Nd، Er، Pr، Tm و غیره) می‌تواند یک سیستم لیزر چند سطحی تشکیل دهد و مستقیماً نور سیگنال ورودی را تحت عمل نور پمپ تقویت کند. پس از ارائه بازخورد مناسب، لیزر فیبر تشکیل می‌شود. طول موج عملیاتی تقویت‌کننده فیبر آلاییده شده با ND، 1060 نانومتر و 1330 نانومتر است، اما توسعه و کاربرد آن به دلیل انحراف از پورت بهینه ارتباط فیبر و برخی دلایل دیگر محدود است. طول موج‌های عملیاتی EDFA و PDFA به ترتیب در کمترین تلفات (1550 نانومتر) و طول موج پراکندگی صفر (1300 نانومتر) پنجره ارتباط فیبر نوری قرار دارند و TDFA در باند S کار می‌کند که برای کاربردهای سیستم ارتباط فیبر نوری بسیار مناسب است. به خصوص EDFA که سریع‌ترین توسعه را داشته، عملی بوده است.
بر اساس توسعه فیبر اربیم آلاییده، بسیاری از تقویت‌کننده‌های فیبر جدید همچنان ظاهر می‌شوند. به عنوان مثال، تقویت‌کننده فیبر دو بانده (DBFA) مبتنی بر فیبر اربیم آلاییده، یک تقویت‌کننده نوری پهن‌باند است و این پهن‌باند می‌تواند تقریباً کل پهنای باند مالتی‌پلکس تقسیم طول موج (WDM) را پوشش دهد. محصول مشابه، تقویت‌کننده نوری فوق پهن‌باند (UWOA) است که پهنای باند پوششی لازم برای تقویت تا ۱۰۰ کانال طول موج در یک فیبر را دارد.
کاربرد عملی
استفاده از تقویت‌کننده فیبر دوپ‌شده با اربیوم (تقویت‌کننده EDFA) در سیستم ارتباطی دیجیتال فیبر نوری معمولی می‌تواند تعداد زیادی از تکرارکننده‌های نوری را صرفه‌جویی کند و فاصله رله را تا حد زیادی افزایش دهد، که برای سیستم کابل‌های راه دور از اهمیت بالایی برخوردار است.
کاربردهای اصلی آن شامل موارد زیر است:
۱. می‌تواند به عنوان تقویت‌کننده فاصله نوری استفاده شود. تکرارکننده‌های فیبر نوری الکترونیکی سنتی محدودیت‌های زیادی دارند. به عنوان مثال، هنگامی که سیگنال دیجیتال و سیگنال آنالوگ به یکدیگر تبدیل می‌شوند، تکرارکننده باید متناسب با آن تغییر کند. هنگامی که تجهیزات از سرعت پایین به سرعت بالا تغییر می‌کنند، تکرارکننده باید متناسب با آن تعویض شود. فقط طول موج یکسانی از سیگنال نوری را منتقل می‌کنند و ساختار آنها پیچیده، گران و غیره است. تقویت‌کننده‌های فیبر نوری آلاییده به اربیوم بر این کاستی‌ها غلبه می‌کنند، نه تنها با تغییر حالت سیگنال نیازی به تغییر ندارند، بلکه هنگام گسترش تجهیزات یا استفاده برای مالتی‌پلکس تقسیم طول موج نوری نیز نیازی به تعویض ندارند.
2، می‌تواند به عنوان تقویت‌کننده‌ی نهایی فرستنده‌ی نوری و پیش‌تقویت‌کننده‌ی گیرنده‌ی نوری استفاده شود. به عنوان تقویت‌کننده‌ی نهایی فرستنده‌ی نوری، توان انتقال لیزر را می‌توان از 0db به +10db افزایش داد. هنگامی که به عنوان پیش‌تقویت‌کننده‌ی گیرنده‌ی نوری استفاده می‌شود، حساسیت آن نیز می‌تواند تا حد زیادی بهبود یابد. بنابراین، فقط 1-2 تقویت‌کننده‌ی اربیوم روی خط قرار می‌گیرند و فاصله‌ی انتقال سیگنال می‌تواند 100-200 کیلومتر افزایش یابد.
علاوه بر این، تقویت‌کننده فیبری آلاییده شده با اربیوم (تقویت‌کننده EDFA) برای حل این مشکل. مزایای منحصر به فرد تقویت‌کننده‌های فیبری آلاییده به اربیوم توسط جهان شناخته شده و به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با این حال، تقویت‌کننده‌های فیبری آلاییده به اربیوم محدودیت‌هایی نیز دارند. به عنوان مثال، در ارتباطات راه دور نمی‌توان از بالا و پایین استفاده کرد، تماس با ایستگاه کاری دشوارتر است، یافتن عیب آسان نیست، عمر منبع نور پمپ طولانی نیست، با پیشرفت مداوم فناوری ارتباطات فیبر نوری، این مشکلات به طور رضایت‌بخشی حل خواهند شد.
زمان ارسال: ۱۴ مارس ۲۰۲۵