Optik Amplifikatör Kazanç Optimizasyonu

EDFA, bir optik sinyali yükseltmek için kazanç ortamı olarak katkılı bir optik fiber kullanan bir optik amplifikatördür. Güçlendirilecek sinyal ve bir lazer pompası katkılı fibere çoğullanır ve sinyal, katkı iyonlarıyla etkileşim yoluyla güçlendirilir. EDFA, silika bazlı fiberin düşük kayıplı optik penceresine uygun, en iyi bilinen ve en sık kullanılan optik amplifikatördür. 

EDFA'ların özel bir çekiciliği, tipik olarak onlarca nanometre olan büyük kazanç bant genişlikleridir ve bu nedenle aslında herhangi bir kazanç daralması etkisi yaratmadan veri kanallarını en yüksek veri hızlarıyla yükseltmek için fazlasıyla yeterlidir. Kazanç bölgesi içerisinde farklı dalga boylarında birçok veri kanalının eş zamanlı olarak yükseltilmesi için tek bir EDFA kullanılabilir. Bu tür fiber amplifikatörler mevcut olmadan önce, bir fiber optik bağlantının uzun fiber aralıkları arasındaki tüm kanalları yükseltmek için pratik bir yöntem yoktu. Tüm veri kanallarını bölmek, bunları elektronik olarak tespit edip güçlendirmek, optik olarak yeniden göndermek ve yeniden birleştirmek gerekiyordu. Fiber amplifikatörlerin piyasaya sürülmesi, karmaşıklıkta muazzam bir azalmanın yanı sıra güvenilirlikte de buna karşılık gelen bir artış sağladı. 

WDM sistemlerinde çoğullama yoluyla, özellikle C ve L-bant rejimlerindeki dalga boyu kanallarından oluşan bir akış, herhangi bir kanalın amplifikasyonunun sinyal dalga boyuna, sistemde mevcut sinyallerin sayısına bağlı olduğu, istenen güç seviyesine eşzamanlı olarak yükseltilebilir. giriş sinyali güçleri ve emilim ve emisyon kesitleri.

Kazançla düzleştirilmiş erbiyum katkılı fiber amplifikatör (EDFA), Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama (WDM) gibi uzun mesafeli çok kanallı ışık dalgası iletim sistemlerinde önemli bir bileşendir. EDFA'ları içeren bir WDM sisteminin uygulanmasındaki bir zorluk, EDFA kazanç spektrumunun dalga boyuna bağlı olmasıdır. Bir WDM sisteminde EDFA'nın kanalların dalga boyunu eşit şekilde yükseltmesi gerekmez. Bir WDM sistemindeki EDFA'nın, tek tip çıkış güçleri ve benzer sinyal-gürültü oranları (SNR) elde etmek için genellikle eşitlenmiş kazanç spektrumlarına sahip olması gerekir. Katkılı fiber uzunluğunu ve pompa gücünü kontrol etmek, optik çentik filtresinin karakteristiğinin uygun şekilde seçilmesi, akustik-optik ayarlanabilir bir filtrenin kullanılması ve homojen olmayan bir şekilde genişletilmiş kazanç ortamının kullanılması gibi düz bir spektral kazançlı EDFA tasarlamanın çeşitli yöntemleri vardır. Bu makale, -26dBm'lik belirli bir giriş gücü ve 8dBm'den fazla istenen çıkış gücü için katkılı fiber uzunluğunu ve pompa gücünü kontrol ederek EDFA'nın kazanç düzlüğünü elde eder.