Cバンドエルビウムドープ繊維小さな信号アンプ

作業原則

エルビウムドープ繊維は、PAアンプのコア成分であり、希土類元素エルビウム（ER）を繊維コアにドープすることにより、光学信号を増幅します。エルビウムイオンには特別なエネルギーレベル構造があり、ポンプ光で励起されると、低エネルギーレベルから高エネルギーレベルに移行します。信号光がエルビウムドープ繊維を通過すると、高エネルギーのエルビウムイオンが刺激され、信号光と同じ位相、周波数、偏光状態の光子を放出し、それにより信号光の強度を高め、増幅を達成します。

ポンプライトは、エルビウムイオンにエネルギーを提供する光源であり、通常は半導体レーザー（980NMまたは1480NM波長レーザーなど）を使用します。ポンプ光がエルビウムドープ繊維に入ると、エルビウムイオンと相互作用し、高エネルギーレベルに移行します。これらの高エネルギーエルビウムイオンは、刺激された放射を介して信号光と同一の光子を生成し、信号光の増幅を達成します。このポンプメカニズムにより、PAアンプは、信号光を電気信号に直接変換することなく、大きな光信号を放出できます。

増幅された信号の品質を確保するために、PAアンプは、エルビウムドープ繊維の構造を最適化し、適切なポンプ光波長とパワー、およびその他の測定を選択することにより、ノイズを減らします。ノイズ図は≤4.5dBで制御され、アンプが信号を増幅しながら良好な信号対雑音比を維持し、それにより信号の品質が向上することを確認します。

アプリケーションシナリオ

光ファイバー通信システムでは、Cバンドエルビウムドープファイバーの小さな信号アンプを使用して、光ファイバーリンクの光学信号の損失を補正し、通信システムの透過距離と容量を改善します。たとえば、潜水艦光ファイバーケーブル通信システムでは、このアンプは減衰した光信号強度を効果的に回復し、通信の品質と信頼性を確保できます。

光ファイバーセンサーネットワークでは、このアンプはセンサーによる弱い光学信号出力を増幅し、センサーの測定精度を改善できます。たとえば、光ファイバー温度センサーでは、温度変化によって引き起こされる光信号の強度変化を増幅し、温度測定の精度を確保できます。

ファイバーレーザーシステムでは、Cバンドエルビウムドープファイバー小さな信号アンプを使用してレーザー種子源の出力を増加させることができ、それにより、材料加工や医療レーザー治療などのアプリケーションに使用できる、より高い出力レーザー出力を得ることができます。