Technisches Schema des L-Band-EDFA-Verstärkersystems

EDFA verwendet mit Erbiumionen dotierte Fasern als Verstärkungsmedium, die unter Pumplicht eine Populationsinversion erzeugen. Es realisiert eine Verstärkung der stimulierten Strahlung unter der Induktion von Signallicht.
Erbiumionen haben drei Energieniveaus. Sie befinden sich auf dem niedrigsten Energieniveau, E1, wenn sie nicht durch Licht angeregt werden. Wenn die Faser kontinuierlich durch den Laser der Pumplichtquelle angeregt wird, gewinnen die Partikel im Grundzustand an Energie und gehen in ein höheres Energieniveau über. Da das Teilchen beispielsweise beim Übergang von E1 zu E3 auf dem hohen Energieniveau von E3 instabil ist, fällt es in einem strahlungslosen Übergangsprozess schnell in den metastabilen Zustand E2. Auf diesem Energieniveau haben die Teilchen eine relativ lange Überlebenszeit. Aufgrund der kontinuierlichen Anregung der Pumplichtquelle wird die Anzahl der Partikel auf dem Energieniveau E2 weiter zunehmen und die Anzahl der Partikel auf dem Energieniveau E1 wird zunehmen. Auf diese Weise wird die Besetzungsinversionsverteilung in der Erbium-dotierten Faser realisiert und die Bedingungen zum Erlernen der optischen Verstärkung sind verfügbar.
Wenn die Photonenenergie des Eingangssignals E=hf genau gleich der Energieniveaudifferenz zwischen E2 und E1 ist, E2-E1=hf, gehen die Teilchen im metastabilen Zustand in Form stimulierter Strahlung in den Grundzustand E1 über. Die Strahlung und die Eingangsphotonen im Signal sind identisch mit den Photonen, wodurch die Anzahl der Photonen deutlich erhöht wird, wodurch das optische Eingangssignal zu einem starken optischen Ausgangssignal in der Erbium-dotierten Faser wird, wodurch eine direkte Verstärkung des optischen Signals realisiert wird .

2. Systemdiagramm und grundlegende Geräteeinführung
2.1. Das schematische Diagramm des L-Band-Glasfaserverstärkersystems sieht wie folgt aus: