EDFAアンプの特性

特徴EDFAアンプ
光ファイバー増幅器の動作原理は、固体レーザーの動作原理と非常によく似ています。図2には、石英光ファイバー中のエルビウムイオン（Er³⁺）の関連するエネルギー準位、吸収スペクトル、および利得スペクトルが示されています。石英の非晶質特性により、エルビウムイオンのエネルギー準位はバンド状に広がり、多くの遷移を使用してエルビウムイオンを励起できます。最も効果的な励起波長は980 nmと1480 nmです。
EDFA増幅器の動作波長は、光ファイバー通信に最適な波長範囲である1330～1600nmに正確に収まります。ファイバー損失が最も低いCバンド（1530～1565nm）で動作するEDFA増幅器は広く使用されています。光ファイバーの帯域幅リソースを最大限に活用するために、Lバンド（1570～1610nm）でのEDFAの開発にも力が注がれています。LバンドはEDFAの利得スペクトルの末端に位置するため、LバンドEDFAではより長いファイバーとより高いポンプパワーを使用するか、高濃度ドープファイバーを使用する必要があります。
EDFA光増幅器高利得（30～50dB以上）を持ち、広い周波数帯域（最大30nm）にわたってフラットな利得を提供するため、特に高密度波長分割多重（DWDM）システムにおいて、複数の光チャネルでの信号増幅に適しています。低雑音（4～8dB）で、量子限界に近づいています。WDMシステムに適用すると、チャネル間のクロストークが最小限に抑えられ、複数の増幅器をカスケード接続できます。高い飽和出力電力（10～20dBm）を持つため、送信機の後段のパワーアンプとして使用することで、中継線なしで伝送距離や割り当てられる光ノード数を増やすことができます。必要なポンプ電力は低く（数十ミリワット）、利得はファイバーの偏波状態に依存しないため、安定性に優れています。伝送用光ファイバーとの結合が容易で、結合損失は低く（1dB未満）なっています。ポンプ光源を除き、EDFA光増幅器受動部品で構成されているため、複雑で高価な電子式回生リレーと比較して、システムコストが大幅に削減され、信頼性も向上します。
さらに、増幅特性EDFA増幅器はシステムビットレートとデータフォーマットに依存しないため、デジタル情報とアナログ情報の両方を増幅および送信できます。エルビウム添加光ファイバ増幅器の欠点は、サイズが大きいこと、ポンプ光源の寿命が短いこと、他のデバイスと統合できないため、アプリケーションが制限されることです。エルビウム添加光ファイバー増幅器光電子集積（OEIC）において。さらに、EDFAアンプの利得帯域幅は、石英シングルモードファイバーの低損失ウィンドウの一部しかカバーしていないため、ファイバーが対応できる波長チャネルの数が制限され、これも欠点となっている。