Волоконно-оптические системы передачи


Рисунок 3.47 – Пример конструкции ППЛУ, совмещённого с лазером передатчика



страница36/39
Дата14.02.2020
Размер0.65 Mb.
Название файлаВОЛОКОННО.docx
ТипЗадача
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   39
Рисунок 3.47 – Пример конструкции ППЛУ, совмещённого с лазером передатчика

 

Конструкция выполнена на одной подложке. Лазер отделён от усилителя изолирующим слоем FеInP, который прозрачен для оптического излучения.



Оптические усилители, использующие в качестве активного материала редкоземельные элементы РЗЭ (или лантаноиды - элементы с 57 по 71 в Периодической таблице Менделеева), были известны достаточно давно, однако, активное исследование этого типа усилителей началось только с конца 80-х (1987) и активизировалось с появлением высококачественного ОВ и систем WDM.

Объяснение принципа работы таких усилителей базируется на следующем. В процессе изготовления основной материал (в нашем случае стекло ОВ) легируется (т.е. к нему добавляются примеси редкоземельных металлов). Длина легированного таким образом оптического волокна заключается в пределах от одного до нескольких десятков метров. В практиче­ских схемах это оптическое волокно длиной 5-25 метров сворачивается в небольшую бухточку диаметром 10 – 15 см и подключается через специальные разъемы к другим элементам схемы оптического усилителя. На рисунке 3.48 показано рас­положение активной среды в оптическом волокне.



 

Рисунок 3.48 – Рас­положение активной среды в оптическом волокне ВОУ



 

Как видно из рисунка, активная среда располагается в сердцевине волокна имеющего диаметр ~ 5 мкм, обеспечивая тем самым максимальное воздействие энергии накачки и полезного сигнала на активную область. Слой оболочки с более низким показателем преломления окружает сердцевину, на которую на­носится защитное покрытие, такое же, как и у стандартного волокна.

Ионы примесей редкоземельных металлов создают активную среду для усиления в определенных полосах длин волн. Примесные ионы могут быть легко возбуждены излучением лазерной накачки соответствующих длин волн, а затем относительно легко могут (под действием принятого информационного светового сигнала) сбросить возбужденные электроны на нижний уровень в процессе релаксации.

Для легирования с целью последующего усиления до недавнего времени использовали, как правило, только три РЗЭ: неодим (Nd) и празеодим (Pr) - для усиления сигналов в окне 1300 нм, эрбий (Er) - для усиления сигналов в окне 1550 нм. В последнее время к ним добавился иттербий (Yb), применяемый совместно с Er, что позволяет использовать новые более мощные источники накачки.



Яндекс.ДиректТаким усилителем является оптический усилитель на ОВ, легированном эрбием ОУЛЭ (EDFA). Этот тип усилителя использует кварцевое стекло в качестве материала для легирования эрбием. Источником накачки могут служить лазеры с длинами волн, 980 и 1480 нм. Из них лазеры на 980 нм соответствуют трехуровневой модели взаимодействия, а на 1480 нм - двухуровневой модели.

Накачка с ППЛ, работающего на λнах=1480 нм позволяет:

- получить большую мощность накачки (до 100 мВт);

- малое затухание оптического волокна, легированного эрбием на этой дли­не волны накачки;

С другой стороны, накачка с ППЛ, работающего на λнак=980 нм позволяет:

- получить малый коэффициент шума, обусловленный спонтанной эмисси­ей;

Отметим еще одну особенность усилителей ЕDFА. Она связана с геометрическими размерами эрбиевого оптического волокна: диаметр волокна равен 4-6 мкм. В тоже время диаметр линейного кварцевого одномодового волокна равен 9-10 мкм. Возникают трудности стыковки этих оптических волокон. Для этой цели используются линзовые устройства или фоконы (коническое оптиче­ское волокно).

В настоящее время используются следующие схемы накачки:

а) схема однонаправленной накачки;

б) схема обратно направленной накачки;

в) схема двунаправленной накачки;

г) схема совмещенной накачки.



На рисунке 3.49 представлены схемы отмеченных выше накачек.

 

 

Рисунок 3.49 – Принцип действия оптического усилителя на примесном волокне



 

В схеме однонаправленной накачки (рисунок 3.49 а) оптическое излучение накачки от лазерного диода (ЛД) вводится во вход­ной торец эрбиевого оптического волокна (ЭОВ) с помощью мультиплексора (МUХ), на второй вход МUХ подается оптический сигнал, который необходимо усилить. Для устранения положительной обратной связи и отражений от торцов ЭОВ, с тем, чтобы усилитель не превратился в генератор, в него вводятся опти­ческие изоляторы (И). Такая схема накачки обычно используется на передаю­щей станции с целью увеличения оптической мощности, вводимой в линейное оптическое волокно. Недостатком этой схемы является, наличие на выходе усилителя излучения на­качки. Для устранения этого на выходе ВОУ включают оптический заграж­дающий фильтр с центральной частотой, соответствующей частоте накачки, либо используют лазер с λнак = 980 нм, сигнал которого быстро затуха­ет при распространении в линейном оптическом волокне.

В схеме обратно направленной накачки (рисунок 3.49 б) излучение накачки вводится че­рез выходной торец ЭОВ с помощью мультиплексора (МUХ) от источника излучения лазерного диода (ЛД).



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   39


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Техническое задание
Направление подготовки
Теоретическая часть
Самостоятельная работа
Образовательная программа
Общие положения
Дипломная работа
Методическая разработка
государственное бюджетное
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Технологическая карта
Техническое обслуживание
Решение задач
учебная программа
Методическое пособие
История возникновения
Общие требования
Рабочая учебная
Краткая характеристика
Исследовательская работа
Общая часть
История создания
Метрология стандартизация
Основная часть
Рабочая тетрадь
Техническая эксплуатация
Название дисциплины
Современное состояние
Государственное регулирование
Внеклассное мероприятие
Организация работы
Математическое моделирование
Экономическая теория