tify"> Цей процес може не укладатися в дворівневу модель взаємодії, прийняту раніше в якості основної, так як він може проходити як без випромінювання, так і з випромінюванням фотонів. У першому випадку створюються фонони (енергія переходу викликає акустичні коливання навколишнього матеріалу середовища). По-друге, відбувається збудження фотонів. Причому перехід з збудженого рівня іонів на рівень релаксації відбувається через проміжний метастабільний рівень, обумовлений верхнім рівнем лазерного накачування. Таким чином, модель взаємодії стає трирівневої. У будь-якому випадку для нормальної взаємодії енергія падаючого фотона в потоці сигналу повинна бути дорівнює різниці енергій збудженого рівня та рівня релаксації.
Для легування з метою подальшого посилення донедавна використовували, як правило, тільки три РЗЕ:
· неодим (Nd) і празеодим (Pr) - для посилення сигналів у вікні 1300 нм
· ербій (Er) - для посилення сигналів у вікні 1550 нм
Останнім часом до них додався иттербий (Yb), застосовуваний спільно з Er для розширення спектра поглинання в області 700-1100 нм, що дозволяє використовувати нові більш потужні джерела накачування. Спектри поглинання цих металів дозволяють визначити довжини хвиль можливих джерел накачування. Ними можуть бути відомі типи лазерів, що генерують довжини хвиль 797 нм і 1053 нм.
Із зазначених перших двох РЗЕ оптичний підсилювач на ОВ, легованому неодимом ОУЛН (NDFA), працює на довжині хвилі порядку 1340 нм і навряд чи може бути використаний для отримання істотного посилення на робочій довжині хвилі систем зв'язку 1310 нм . Більш вдалим в цьому плані можна вважати оптичний підсилювач на 0В, легованому празеодимом ОУЛП (PDFА). Основними особливостями підсилювачів цього діапазону є те, що матеріалом для легування зазвичай є флюоритового, а не кварцове скло, а також низька ефективність накачування (не вище 4 дБм / мВт). Досвідчені результати дають посилення близько 34 дБм при потужності насичення близько 200 мВт.
Таким підсилювачем є оптичний підсилювач на ОВ, легованому ербієм ОУЛЕ (EDFА). Цей тип підсилювача використовує кварцове скло як матеріал для легування ербієм. Іони ербія мають піки поглинання в районі довжин хвиль 532,660,808, 980 і 1480 нм. З цього випливає, що джерелом накачування можуть служити відомі типи лазерів з довжинами хвиль 797/800, 980 і 1480 нм. З них лазери на 800 і 980 нм відповідають трирівневої моделі взаємодії, а на 1480 нм - дворівневої моделі, причому більш ефективно використовувати лазер на 980 нм. Ці лазери використовуються досить широко, враховуючи їх можливість (завдяки трирівневої моделі взаємодії) реалізувати дуже низький рівень шумів (близько 3-5 дБ). Однак лазери на 1480 нм, хоча і є менш ефективними (70% від ефективності лазерів на 980 нм), вважаються кращими (як більш надійні), що дозволяють разом з тим реалізувати досить низький рівень шуму (порядку 5 дБ).
При використанні ітербію в якості додаткового легуючого елемента для ЕDFА можна скористатися лазерними діодами накачування, що працюють на довжині хвилі 1053 нм (так звані DPSS-лазери). Їх використання дозволяє отримати більш потужне джерело накачування, що підвищує посилення або збільшує термін служби при менших фактично використовуваних потужностях.
2.5 Оптичні підсилювачі, леговані е...
