Optische Versterker Gain Optimalisatie

EDFA is een optische versterker die een gedoteerde optische vezel gebruikt als versterkingsmedium om een ​​optisch signaal te versterken. Het signaal dat moet worden versterkt en een pomplaser worden gemultiplext in de gedoteerde vezel en het signaal wordt versterkt door interactie met de doteringsionen. EDFA is de bekendste en meest gebruikte optische versterker die geschikt is voor optische vensters met laag verlies van op silica gebaseerde vezels. 

Een bijzondere aantrekkingskracht van EDFA's is hun grote versterkingsbandbreedte, die typisch tientallen nanometers is en dus eigenlijk meer dan genoeg is om datakanalen met de hoogste datasnelheden te versterken zonder enig effect van versterkingsvernauwing te introduceren. Een enkele EDFA kan worden gebruikt voor het gelijktijdig versterken van vele datakanalen bij verschillende golflengten binnen het versterkingsgebied. Voordat dergelijke glasvezelversterkers beschikbaar waren, was er geen praktische methode om alle kanalen tussen lange vezeloverspanningen van een glasvezelverbinding te versterken. Men moest alle datakanalen splitsen, elektronisch detecteren en versterken, optisch opnieuw indienen en opnieuw combineren. De introductie van glasvezelversterkers bracht dus een enorme reductie in complexiteit met zich mee, samen met een overeenkomstige toename in betrouwbaarheid. 

In WDM-systemen kan door multiplexing een stroom golflengtekanalen, met name in C- en L-bandregimes, gelijktijdig worden versterkt tot het gewenste vermogensniveau, waarbij de versterking van een bepaald kanaal afhankelijk is van de signaalgolflengte, het aantal signalen dat in het systeem aanwezig is, de ingangssignaalvermogens en de absorptie- en emissiedoorsneden.

De gain-flattened erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) is een sleutelcomponent in meerkanaals lichtgolftransmissiesystemen voor lange afstanden, zoals de Wavelength Division Multiplexing (WDM). Een moeilijkheid bij het implementeren van een WDM-systeem inclusief EDFA's is dat het EDFA-versterkingsspectrum golflengte-afhankelijk is. In een WDM-systeem versterkt de EDFA niet noodzakelijkerwijs de golflengte van de kanalen in gelijke mate. EDFA in een WDM-systeem moet vaak vereffende versterkingsspectra hebben om uniforme uitgangsvermogens en vergelijkbare signaal-ruisverhoudingen (SNR) te bereiken. Er zijn verschillende methoden voor het ontwerpen van een EDFA met vlakke spectrale versterking, zoals door de gedoteerde vezellengte en het pompvermogen te regelen, de juiste keuze van de karakteristieken van het optische notchfilter, door een akoestisch-optisch afstembaar filter te gebruiken en door een inhomogeen verbreed versterkingsmedium te gebruiken. Dit papier bereikt versterkingsvlakheid van EDFA door de gedoteerde vezellengte en het pompvermogen te regelen voor een gegeven ingangsvermogen van -26dBm en het gewenste uitgangsvermogen van meer dan 8dBm.