Лазер с накачкой 980 нм 1480 нм для волоконно - оптического усилителя с легированием эрбия (EDFA)
Публиковать:Коробка Оптроника  Время:2023-04-28  Просмотры:5370
В области оптической связи все больше и больше волоконно - оптических усилителей следующего поколения с эрбием (EDFA) сосредоточены на том, как получить недорогие, небольшие и маломощные оптические усилители без ущерба для производительности или надежности.
Например, Пражская решетка (FBG) добилась больших успехов в стабильности. EDFA может получить насосы сверхвысокой мощности 980 нм мощностью 600 мВт от Box Optronics в охлажденном 14 - PIN - корпусе и 200 мВт 980 нм от Box Opronics в неохлажденном мини - корпусе DIL. Неохлаждаемые насосы Box Optronics 980 нм с мини - DIL - упаковкой имеют гораздо меньшую стоимость, энергопотребление и размеры, чем другие типы насосов.
Ключом к получению эффективной и стабильной длины волны FBG является поддержание правильной оптической обратной связи в лазерной диодной полости. Лазерный диод FP на самом деле является поляризатором TE. Поэтому только свет, отраженный этими поляризаторами TE на FBG, может повлиять на производительность диода.
В одномодовом хвостовом волокне деформация сотового сердечника является основной причиной двойного преломления. Деформация обычно происходит в месте изгиба или искажения волокна во время укладки или в месте сжатия любого радиуса хвостового волокна. Поскольку двойное преломление не может быть полностью устранено, традиционная конструкция лазера с накачкой 980 нм обычно использует высокую отражательную способность FBG для поддержания приемлемого одномодового коэффициента подавления (SMSR), когда только небольшая часть обратной связи является поляризацией TE.
Оптическое волокно, удерживающее смещение, не подвержено воздействию небольших возмущений из - за его высокой двойной преломляемости. Таким образом, насосный модуль Box Optronics 980nm с хвостовым волокном PMF аналогичной длины FBG может поддерживать превосходный SMSR в динамическом диапазоне мощности и температуры. В то же время он увеличит производственные мощности и расширит использование холодильных и неохлаждающих насосов.
Растущий спрос на EDFA с небольшими размерами и низким энергопотреблением является основной движущей силой быстрого развития источников неохлажденных насосов. Исследования показывают, что после удаления объемного термоэлектрического охладителя (TEC) энергопотребление насосного модуля Box Optronics 980 нм может быть уменьшено на 75%, и его можно использовать в меньших, более дешевых мини - DIL - упаковках. Mini - DIL идеально подходит для популярной в настоящее время недорогой узкополосной архитектуры EDFA, которая не требует насосов максимальной мощности. Платформа инкапсуляции minidil соответствует протоколу с несколькими источниками и является очень стандартным компонентом. SMSR обеспечивает превосходную производительность при мощности от 24 мВт до 240 мВт и температурном диапазоне от - 5°C до 75°C.
Тем не менее, неохлаждаемый лазер Box Optronics 980 нм с накачкой также увеличивает нагрузку на тестирование. Поскольку изменение внешней температуры влияет на полосу лазера, качество спектра должно быть тщательно проверено в пределах всего номинального диапазона температуры и мощности. Насосы Box Optronics 980 нм, охлажденные TEC, проходят только полевые испытания. Поскольку производительность хвостового волокна PMF 980 нм не связана с прокладкой оптического волокна, сборщики EDFA могут быть уверены в производительности заводских испытаний. С другой стороны, неохлажденные насосные лазеры без PMF также должны поддерживать резервный диапазон для обеспечения удовлетворительных спектральных характеристик.
Технология оптической калибровки, разработанная специально для холодильной среды с температурой 25°C, оказалась пригодной для более высоких температур. Чтобы имитировать надежность при типичной рабочей среде (от 40°C до 75°C), устройство тестировалось в течение миллионов часов в диапазоне температур от 25°C до 85°C.
Чтобы быть полностью принятым, насосный модуль сверхвысокой мощности 980 нм должен соответствовать динамическому диапазону лазера FP 1480 нм. В деталях, выходной насос должен работать выше порогового тока, что требует только очень небольшого усиления. Динамический диапазон мощности обычной технологии насосов Box Optronics 980 нм составляет 15 дБ (от 12 мВт до 350 мВт), в то время как динамический диапазон мощности процесса насосов 980 нм с хвостовым волокном PMF превышает 20 дБ.
Широко используется насосный модуль 980 нм с хвостовым волокном. Его более высокая выходная мощность и универсальность также влияют на будущее развитие EDFA. Например, трехуровневая, дисперсионная компенсация, архитектура EDFA с плоским усилением.
Разработка EDFA в основном сосредоточена на недорогом корпусе minidil в передней части усилителя, который заменил предыдущее оборудование для охлаждения, а также на выходной части 980 нм насоса. EDFA будет иметь как можно более низкую стоимость фронтального усилителя и будет полагаться на мультиплексор. В выходной части насос Box Optronics 980 нм будет генерировать выходную мощность с низким уровнем шума.
Насосы Box Optronics 980 нм EDFA широко используются в наземных системах, в то время как насосы 1480 нм используются в качестве усилителей оптических насосов дальнего действия (ROPA) в подводных линиях связи, где трудно разместить усилители. Для подводных систем могут использоваться удаленные насосы, чтобы не нужно было питать усилители и удалять электронные компоненты. В настоящее время это используется для насосов на расстоянии до 200 км.
Оптическое волокно, смешанное с эрбием, может быть активировано на длине волны накачки 980 нм или 1480 нм, но только второй используется в системах без ретрансляторов из - за более низких потерь оптического волокна