এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার (EDFAs)

Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) বিরল-আর্থ উপাদান যেমন erbium (Er3+) প্রশস্তকরণ মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে।এটি উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় ফাইবার কোরে ডোপ করা হয়।এটি কাচের তৈরি একটি ছোট ফাইবার (সাধারণত 10 মিটার বা তার বেশি) নিয়ে গঠিত যেখানে একটি আয়ন (Er3+) আকারে একটি ডোপান্ট হিসাবে অল্প নিয়ন্ত্রিত পরিমাণে এর্বিয়াম যোগ করা হয়।সুতরাং, সিলিকা ফাইবার একটি হোস্ট মাধ্যম হিসাবে কাজ করে।এটি সিলিকা ফাইবারের পরিবর্তে ডোপ্যান্টস (এর্বিয়াম) যা অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং লাভ ব্যান্ডউইথ নির্ধারণ করে।EDFA গুলি সাধারণত 1550 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য অঞ্চলে কাজ করে এবং 1 Tbps-এর বেশি ক্ষমতা দিতে পারে৷সুতরাং, তারা WDM সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

উদ্দীপিত নির্গমনের নীতিটি EDFA-এর পরিবর্ধন প্রক্রিয়ার জন্য প্রযোজ্য।যখন ডোপান্ট (একটি এর্বিয়াম আয়ন) একটি উচ্চ-শক্তি অবস্থায় থাকে, তখন ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালের একটি ঘটনা ফোটন এটিকে উদ্দীপিত করবে।এটি তার কিছু শক্তি ডোপান্টে ছেড়ে দেয় এবং একটি নিম্ন-শক্তির অবস্থায় ("উদ্দীপিত নির্গমন") ফিরে আসে যা আরও স্থিতিশীল।নীচের চিত্রটি একটি EDFA এর মৌলিক কাঠামো দেখায়।

1.1 একটি EDFA এর মৌলিক কাঠামো

পাম্প লেজার ডায়োড সাধারণত উচ্চ শক্তিতে (~ 10-200 mW) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (980 nm বা 1480 nm) একটি অপটিক্যাল সংকেত তৈরি করে।এই সংকেতটি WDM কাপলারের মাধ্যমে সিলিকা ফাইবারের এর্বিয়ামডোপড বিভাগে হালকা ইনপুট সংকেতের সাথে মিলিত হয়।আর্বিয়াম আয়নগুলি এই পাম্প সংকেত শক্তি শোষণ করবে এবং তাদের উত্তেজিত অবস্থায় লাফ দেবে।আউটপুট লাইট সিগন্যালের একটি অংশ ট্যাপ করা হয় এবং অপটিক্যাল ফিল্টার এবং ডিটেক্টরের মাধ্যমে পাম্প লেজারের ইনপুটে ফেরত দেওয়া হয়।এটি ফিডব্যাক পাওয়ার কন্ট্রোল মেকানিজম হিসাবে কাজ করে যাতে ইডিএফএগুলিকে স্ব-নিয়ন্ত্রক পরিবর্ধক হিসাবে তৈরি করা যায়।যখন সমস্ত মেটাস্টেবল ইলেকট্রন গ্রাস করা হয় তখন আর কোন পরিবর্ধন ঘটে না।অতএব, সিস্টেমটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে স্থিতিশীল হয় কারণ ইনপুট পাওয়ার ওঠানামা যাই হোক না কেন, EDFA-এর আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি প্রায় স্থির থাকে।

1.2 একটি EDFA এর সরলীকৃত কার্যকরী পরিকল্পনা

উপরের চিত্রটি একটি EDFA এর সরলীকৃত কার্যকরী পরিকল্পনা দেখায় যেখানে লেজার থেকে একটি পাম্প সংকেত একটি ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালে (1480 nm বা 980 nm এ) একটি WDM কাপলারের মাধ্যমে যোগ করা হয়।

এই চিত্রটি একটি খুব মৌলিক EDF পরিবর্ধক দেখায়।পাম্প সংকেতের তরঙ্গদৈর্ঘ্য (প্রায় 50 মেগাওয়াট পাম্পের শক্তি সহ) 1480 এনএম বা 980 এনএম।এই পাম্প সংকেতের কিছু অংশ Erbium-doped ফাইবারের অল্প দৈর্ঘ্যের মধ্যে উদ্দীপিত নির্গমনের মাধ্যমে ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালে স্থানান্তরিত হয়।এটির প্রায় 5-15 dB এবং 10 dB এর কম নয়েজ ফিগারের সাধারণ অপটিক্যাল লাভ রয়েছে।1550 এনএম অপারেশনের জন্য, 30-40 ডিবি অপটিক্যাল লাভ পাওয়া সম্ভব।

1.3 একটি EDFA এর ব্যবহারিক উপলব্ধি

উপরের চিত্রটি একটি EDFA এর ব্যবহারিক কাঠামো সহ একটি সরলীকৃত অপারেশন চিত্রিত করে যখন WDM অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা হয়।

দেখানো হিসাবে, এটি নিম্নলিখিত প্রধান অংশগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:

• ইনপুট এ একটি বিচ্ছিন্নকারী.এটি একটি EDFA দ্বারা উত্পন্ন শব্দকে ট্রান্সমিটারের প্রান্তের দিকে প্রচার করা থেকে বিরত রাখে।

• একটি WDM কাপলার।এটি কম-পাওয়ার 1550 এনএম অপটিক্যাল ইনপুট ডেটা সিগন্যালকে 980 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে উচ্চ-শক্তি পাম্পিং অপটিক্যাল সিগন্যাল (পাম্পের উত্স থেকে যেমন লেজার থেকে) একত্রিত করে।

• এর্বিয়াম-ডোপড সিলিকা ফাইবারের একটি ছোট অংশ।প্রকৃতপক্ষে, এটি EDFA-এর সক্রিয় মাধ্যম হিসেবে কাজ করে।

• আউটপুটে একটি বিচ্ছিন্নকারী।এটি কোনো ব্যাক-প্রতিফলিত অপটিক্যাল সিগন্যালকে আর্বিয়াম-ডোপড সিলিকা ফাইবারে প্রবেশ করতে বাধা দিতে সাহায্য করে।

চূড়ান্ত আউটপুট সংকেত হল একটি পরিবর্ধিত 1550 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অপটিক্যাল ডেটা সংকেত যার একটি অবশিষ্ট 980 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য পাম্প সংকেত রয়েছে।

এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের প্রকারগুলি (EDFAs)

Erbium-doped Fiber Amplifiers (EDFAs) এর দুই ধরনের কাঠামো রয়েছে:

• সহ-প্রচার পাম্প সহ EDFA

• পাল্টা প্রচার পাম্প সঙ্গে EDFA

নীচের চিত্রটি প্রতি-প্রচারকারী পাম্প এবং দ্বিমুখী পাম্পের ব্যবস্থা দেখায় যা EDFA কাঠামোতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিভিন্ন পাম্প ব্যবস্থা

একটি সহ-প্রচারকারী পাম্প ইডিএফএ-তে কম আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি কম শব্দের বৈশিষ্ট্য রয়েছে;যখন একটি পাল্টা-প্রচারকারী পাম্প EDFA উচ্চতর আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি প্রদান করে কিন্তু আরও বেশি শব্দ উৎপন্ন করে।একটি সাধারণ বাণিজ্যিক EDFA-তে, যুগপত সহ-প্রচার এবং পাল্টা-প্রচার পাম্পিং সহ একটি দ্বি-দিকনির্দেশক পাম্প ব্যবহার করা হয় যার ফলে তুলনামূলকভাবে অভিন্ন অপটিক্যাল লাভ হয়।

বুস্টার, ইন-লাইন এবং প্রি-এম্প্লিফায়ার হিসাবে EDFA-এর প্রয়োগ

একটি অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশন লিঙ্কের দীর্ঘমেয়াদি প্রয়োগে, ইডিএফএগুলি অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের আউটপুটে একটি বুস্টার পরিবর্ধক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, একটি ইন-লাইন অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার এবং অপটিক্যাল ফাইবারের পাশাপাশি একটি প্রি-এম্প্লিফায়ার রিসিভার, উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

এটি লক্ষ করা যেতে পারে যে ফাইবার ক্ষতির উপর নির্ভর করে ইন-লাইন EDFA গুলিকে 20-100 কিমি দূরত্বে স্থাপন করা হয়।অপটিক্যাল ইনপুট সংকেত 1.55 μm তরঙ্গদৈর্ঘ্য, যেখানে পাম্প লেজারগুলি 1.48 μm বা 980 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করে।এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবারের সাধারণ দৈর্ঘ্য 10-50 মি।

EDFAs মধ্যে পরিবর্ধন প্রক্রিয়া

আগেই বলা হয়েছে, একটি EDFA-তে পরিবর্ধন প্রক্রিয়া লেজারের মতো উদ্দীপিত নির্গমনের উপর ভিত্তি করে।অপটিক্যাল পাম্প সংকেত থেকে উচ্চ শক্তি (অন্য লেজার দ্বারা উত্পাদিত) উপরের শক্তি অবস্থায় একটি সিলিকা ফাইবারে ডোপ্যান্ট এর্বিয়াম আয়ন (Er3+) কে উত্তেজিত করে।ইনপুট অপটিক্যাল ডেটা সিগন্যাল উত্তেজিত Erbium আয়নগুলির নিম্ন শক্তির অবস্থায় স্থানান্তরকে উদ্দীপিত করে এবং ফলস্বরূপ একই শক্তির সাথে ফোটনের বিকিরণ ঘটে, অর্থাৎ ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালের মতো একই তরঙ্গদৈর্ঘ্য।

শক্তি-স্তরের চিত্র: বিনামূল্যে Erbium আয়ন শক্তি ব্যান্ড বিযুক্ত মাত্রা প্রদর্শন.যখন এর্বিয়াম আয়নগুলিকে একটি সিলিকা ফাইবারে ডোপ করা হয়, তখন তাদের প্রতিটি শক্তির স্তরগুলি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত স্তরগুলির একটি সংখ্যায় বিভক্ত হয় যাতে একটি শক্তি ব্যান্ড তৈরি হয়।

1.4 EDFA-তে পরিবর্ধন প্রক্রিয়া

জনসংখ্যার বিপর্যয় অর্জনের জন্য, Er3+ আয়নগুলি মধ্যবর্তী স্তর 2 এ পাম্প করা হয়। পরোক্ষ পদ্ধতিতে (980-nm পাম্পিং), Er3+ আয়নগুলি ক্রমাগত স্তর 1 থেকে স্তর 3-এ স্থানান্তরিত হয়। এর পরে অ-বিকিরণীয়ভাবে ক্ষয় হয় স্তর 2-এ। যেখানে তারা 1 লেভেলে পড়ে, অপটিক্যাল সিগন্যালগুলিকে 1500-1600 এনএম এর কাঙ্ক্ষিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিকিরণ করে।এটি 3-স্তরের পরিবর্ধন প্রক্রিয়া হিসাবে পরিচিত।

আরো Erbium-ডোপড পণ্যের জন্য, আমাদের ওয়েবসাইট দেখুন.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

ই-মেইল:devin@erbiumtechnology.com

হোয়াটসঅ্যাপ: +86-18113047438

ফ্যাক্স: +86-2887897578

যোগ করুন: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi disstrcit, Chengdu,610107, China.