Оптимизиране на усилването на оптичния усилвател

EDFA е оптичен усилвател, който използва легирано оптично влакно като усилваща среда за усилване на оптичен сигнал. Сигналът, който трябва да бъде усилен, и лазерът с помпа се мултиплексират в легираното влакно и сигналът се усилва чрез взаимодействие с легиращите йони. EDFA е най-известният и най-често използван оптичен усилвател, подходящ за оптичен прозорец с ниски загуби от влакна на базата на силициев диоксид. 

Особена привлекателност на EDFA е тяхната голяма честотна лента на усилване, която обикновено е десетки нанометри и по този начин всъщност е повече от достатъчна за усилване на каналите за данни с най-високи скорости на предаване на данни, без да се въвеждат ефекти от стесняване на усилването. Единичен EDFA може да се използва за едновременно усилване на много канали за данни при различни дължини на вълните в областта на усилване. Преди такива влакнести усилватели да са налични, не е имало практичен метод за усилване на всички канали между дълги влакнести участъци на оптична връзка. Човек трябваше да раздели всички канали за данни, да ги открие и усили по електронен път, оптически да ги изпрати отново и отново да ги комбинира. По този начин въвеждането на оптични усилватели доведе до огромно намаляване на сложността, заедно със съответното увеличение на надеждността. 

В WDM системите чрез мултиплексиране, поток от канали с дължина на вълната, особено в режими C и L-лента, може едновременно да се усили до желаното ниво на мощност, където усилването на всеки конкретен канал зависи от дължината на вълната на сигнала, броя на сигналите, налични в системата, мощностите на входния сигнал и неговите напречни сечения на абсорбция и излъчване.

Оптичният усилвател с легирани ербиеви влакна с изравняване на усилването (EDFA) е ключов компонент в многоканални системи за предаване на светлинни вълни на дълги разстояния, като мултиплексирането с разделяне на дължината на вълната (WDM). Една трудност при прилагането на WDM система, включваща EDFA, е, че спектърът на усилване на EDFA е зависим от дължината на вълната. В WDM система EDFA не е задължително да усилва еднакво дължината на вълната на каналите. Често се изисква EDFA в WDM система да има изравнени спектри на усилване, за да се постигнат еднакви изходни мощности и подобни съотношения сигнал-шум (SNR). Има няколко метода за проектиране на EDFA с плоско спектрално усилване, като например чрез контролиране на дължината на легираното влакно и мощността на помпата, правилен избор на характеристиката на оптичния филтър с прорези, чрез използване на акустооптичен регулируем филтър и чрез използване на нехомогенно разширена среда за усилване. Този документ постига гладкост на усилването на EDFA чрез контролиране на дължината на легираното влакно и мощността на помпата за дадена входна мощност от -26dBm и желаната изходна мощност от повече от 8dBm.

Оптична линейна система