Напредне оптичке компоненте - појачало фибрирано влакнима (ЕДФА)
Многе апликације за оптичка влакна, попут ДВДМ система са дугим опсегом, захтевају појачање оптичког сигнала. У прошлости је то подразумевало употребу скупих електронских репетитора у средњим тачкама на сваких 100 км. Данашњи модерни ДВДМ системи са дугим опсегом користе неколико напредних оптичких компоненти како би заменили више репетитора једним оптичким уређајем. Ови оптички уређаји који се називају оптичким појачавачима, некада само лабораторијским радозналошћу, сада имају широку употребу у применама на терену. Једно од најчешћих оптичких појачала је ербијумско појачано влакно појачало (ЕДФА).
Истраживачи су развили ЕДФА како би заменили бројне електронске репетиторе мањим оптичким репетиторима, што у целини смањује трошкове и сложеност система. ЕДФА такође омогућавају једноставну надоградњу система додавањем додатних извора различитим таласним дужинама и њихово комбиновање на једном влакну користећи ДВДМ мултиплексер.
Влакна која се користе у ЕДФА су допирана ербијем, ретким земаљским елементом који у својој атомској структури има одговарајуће нивое енергије да појача светлост на 1550 нм. Ласерски пумпа од 980 нм или 1480 нм убризгава енергију у влакно допирано ербијем. Када слаби сигнал на 1550 нм уђе у влакно, светлост стимулише атоме ербија да ослобађају своју складиштену енергију као додатну светлост од 1550 нм. Овај процес се наставља док сигнал пролази низ влакно, постајући све јачи и јачи док не дође до ерпијумске регије.
На слици испод приказан је двостепени ЕДФА са средњим степеном приступа, важан елемент оптичких система високих перформанси. У овом случају, два једноставна једнофазна ЕДФА су упакована заједно. Корисник прима излаз ЕДФА прве фазе и улаз ЕДФА друге фазе. Ови системи често захтевају периодичну употребу додатних елемената, попут влакна за компензацију дисперзије (ДЦФ), како би се смањила укупна дисперзија. Висок губитак уметања од 10 дБ или више чини ДЦФ проблематичним. Постављање ДЦФ-а на средњу фазу приступне тачке двостепеног ЕДФА смањује штетне ефекте на систем. Корисник и даље остварује значајан добитак кроз ЕДФА, чак и уз додатак ДЦФ-а са великим оптичким губицима.
На слици, оптички улаз прво пролази кроз оптички изолатор # 1, који онлу омогућава да светло пролази са леве на десно. Следеће светло пролази кроз ВДМ # 1. ВДМ # 1 пружа начин убризгавања таласне дужине пумпе од 980 нм у прву дужину влакана дозираних ербијем. ВДМ # 1 такође дозвољава спајање оптичког улазног сигнала у влакно везано до ербија са минималним оптичким губицима.
Енергија 980 нм пумпа атоме ербија у споро пропадајуће, побуђено стање. Када светлост у појасу од 1550 нм путује влакном натопљеним ербијем, обично дужим десетинама метара, он изазива стимулисану емисију зрачења, слично као ласер. На овај начин оптички улазни сигнал од 1550 нм добија на снази. Излаз влакана везаним ербијем затим пролази кроз оптички изолатор # 2, који постаје доступан кориснику. Обично се тачка приступа у средњем степену повезује са неким уређајем за компензацију дисперзије. Затим светлост пролази кроз изолатор # 3 и ВДМ # 2. ВДМ # 2 спаја 1480 нм енергије из другог пумпе ласера на други крај друге дужине влакана довених ербијем, повећавајући добитак и излазну снагу. Напокон светлост пролази кроз изолатор # 4.
ЕДФА избегавају већину активних компоненти јер фотони појачавају сигнал. ЕДФА пружа велику излазну снагу, захтевајући мање појачала у датом дизајну система. Најосновнија ЕДФА дизајнерска појачала светлују у прилично уском опсегу: 12 нм. Додавање филтера за изједначавање добитака може повећати опсег на више од 25 нм. Остала егзотична допирана влакна повећавају опсег појачања до 40 нм или више. Надаље, неовисност брзине преноса података у ЕДФАс значи да надоградња система захтијева промјену само терминала за покретање и примање.
Поуздане перформансе ЕДФА чине га корисним у оптичким комуникацијским системима са високом брзином преноса података и ЦАТВ системима за испоруку. У ЦАТВ апликацијама ЕДФА појачавају сигнал пре и после оптичког разводника како би појачали сплит сигнал за пренос преко више влакана. Погледајте детаље о производу ЦАТВ појачала овде. Опћенито, постоје четири главне апликације за оптичка појачала: појачало / појачивач снаге, линијско појачало, предпојачало или компензација губитака за оптичке мреже.