Ενισχυτές µε Ίνα Προσµίξεων Ερβίου



Σχετικά έγγραφα
Οπτικοί Ενισχυτές. Ηµιαγώγιµοι. Ενισχυτές Ίνας µε προσµίξεις ιόντων Ερβίου

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER

ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΟΠΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ

Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ

NRZ Non return to zero: Οι άσσοι καταλαµβάνουν ολόκληρη τη διάρκεια bit. (Μικρό Bandwidth)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

Συστήματα Μετάδοσης & ίκτυα Οπτικών Ινών

p - n επαφή και εκπομπή φωτονίων

Δx

Ενεργειακές στάθµεςονοµάζουµε τις επιτρεπόµενες τιµές ενέργειας Όταν το ηλεκτρόνιο βρίσκεται στην στιβάδα µε τη χαµηλότερη ενέργεια δηλ.

Λύσεις 2ης Οµάδας Ασκήσεων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Γραµµικά και Μη Γραµµικά Συστήµατα Μετάδοσης

T R T R L 2 L 3 L 4 Αναγεννητής α 1 = 0.18 db/km α 2 = 0.45 db/km α 3 = 0.55 db/km α 4 = 0.34 db/km

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

α. φ 1. β. φ 2. γ. φ 3. δ. φ 4. Μονάδες 5

(Light Emitting Diodes)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

1η Οµάδα Ασκήσεων. Τµήµα επεξεργασίας σήµατος του αναγεννητή

γ ρ α π τ ή ε ξ έ τ α σ η σ τ ο μ ά θ η μ α Φ Υ Σ Ι Κ Η Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ B Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟ ΩΝ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Τηλ: Ανδρέου Δημητρίου 81 & Ακριτών 26 -ΚΑΛΟΓΡΕΖΑ 1

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας

ΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ. ιοδικά Laser. Οπτικοί Ενισχυτές ηµιαγωγού

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Λύσεις 2ης Ομάδας Ασκήσεων

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ETY-202. Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/12/2012

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

2. Οι ενεργειακές στάθµες του πυρήνα ενός στοιχείου είναι της τάξης α)µερικών ev γ)µερικών MeV

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

2η Οµάδα Ασκήσεων. 250 km db/km. 45 km 0.22 db/km 1:2. T 75 km 0.22 db/km 1:2. 75 km db/km. 1:2 225 km 0.22 db/km

Σύνθετες Ασκήσεις για ιάδοση, ιασπορά και Αντιστάθµισή της

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Λύση 10) Λύση 11) Λύση

ΜΕΛΕΤΗ ΟΠΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΝΤΟΠΑΡΙΣΜΕΝΗΣ ΙΝΑΣ ΕΡΒΙΟΥ (EDFA) ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ

1. Μελέτη επίδρασης απωλειών 1.1. Γενικά για τις απώλειες, τα db και τα dbm

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΑΠΟΔΙΕΓΕΡΣΗ ΑΤΟΜΟΥ Η

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

Τηλεπικοινωνίες οπτικών ινών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ

Οπτικά Δίκτυα Επικοινωνιών

( J) e 2 ( ) ( ) x e +, (9-14) = (9-16) ω e xe v. De = (9-18) , (9-19)

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

ΠΤΥΧΙΑΚΗ/ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

Ασκήσεις Φασµατοσκοπίας

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΑΣ ΤΟΥ PLANCK

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Οι ακτίνες Χ α. έχουν φάσµα που είναι µόνο συνεχές.

L.A.S.E.R. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

Ενδεικτικές Ερωτήσεις

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

Εκπομπή Φωτός Απορρόφηση φωτός

Εισαγωγικές Ασκήσεις για Απώλειες και ιασπορά

Bασική διάταξη τηλεπικοινωνιακού συστήµατος οπτικών ινών

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Οι οπτικοί δέκτες μετατρέπουν το οπτικό σήμα σε ηλεκτρικό. Η μετατροπή των φωτονίων σε ηλεκτρόνια ονομάζεται φώραση.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ II. ΤΟ ΦΩΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ BOHR Ν. ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

1ο Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γενικής Παιδείας Β τάξης Λυκείου.

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα Δ

Transcript:

Ενισχυτές µε Ίνα Προσµίξεων Ερβίου Αρχή Λειτουργίας Μια οπτική ίνα νοθεύεται µε ιόντα Er + (µία από τις σπάνιες γαίες που έχει χάσει τρία από τα εξώτερα ηλεκτρόνια του) Τα ηλεκτρόνια διεγείρονται σε υψηλές ενεργειακές στάθµες µε την βοήθεια ακτινοβολίας laer µήκους κύµατος λ. Η διαδικασία αυτή αντιστοιχεί στην άντληση των φορέων και επιτυγχάνεται µε αυτό τον τρόπο αναστροφή πληθυσµών. Τα φωτόνια του σήµατος µήκους κύµατος λ εισερχόµενα στην ίνα αποδιεγείρουν τα ιόντα Ερβίου στη βασική τους στάθµη, εκπέµποντας έτσι φωτόνια ίδιων χαρακτηριστικών µε αυτά του σήµατος το οποίο κατά αυτόν τον τρόπο ενισχύεται. Ενεργειακές Στάθµες του τριπλά-ιονισµένου ιόντος ερβίου Er +.

GSA (Ground State Abortio) είναι η απορρόφηση από τη βασική κατάσταση. Πρόσπτωση φωτός σε αυτά τα µήκη κύµατος µπορεί να προκαλέσει άντληση των ηλεκτρονίων δηλαδή την ανύψωση της ενεργειακής τους κατάστασης από αυτήν της βασικής 4 Ι 15/2. ύο είναι οι πιθανοί τρόποι διέγερσης του ιόντος Ερβίου καθώς : Άντληση στα 980 nm. Το Έρβιο αντιστοιχεί σε Laer 3 επιπέδων. Η πρώτη µετάβαση από την 4 Ι 11/2 στην µετασταθή 4 Ι 13/2 είναι µη ακτινοβόλα (nonradiative), ενώ η µετάβαση από την µετασταθή στην βασική 4 Ι 15/2 είναι αυτή που δηµιουργεί την ενίσχυση. Άντληση στα 1480 nm. Το Έρβιο συµπεριφέρεται σαν Laer δύο επιπέδων. εν υπάρχουν καθόλου µετασταθείς καταστάσεις. Yλικά νόθευσης αναφέρονται τα υλικά που προστίθενται στο SiO 2 για βελτίωση των ιδιοτήτων του. Τέτοια υλικά είναι το GeO 2, Al 2 O 3, 2 O 5. Τα υλικά νόθευσης χρειάζονται γιατί: Λόγω αλληλεπίδρασης του πλέγµατος της ίνας και των ιόντων Ερβίου δηµιουργείται το φαινόµενο Stark, που οδηγεί σε εκφυλισµό των ενεργειακών καταστάσεων του Ερβίου. Κατά το φαινόµενο αυτό η λεπτότητα της ενεργειακής στάθµης καταστρέφεται λόγω της ύπαρξης άλλων γειτονικών ατόµων και η κάθε στάθµη διευρύνεται ενεργειακά.

Προκαλείται διεύρυνση της φασµατικής γραµµής που µπορεί να είναι οµογενής ή ανοµοιογενής. Καθορίζεται ως ένα βαθµό και το προφίλ νόθευσης, ο τρόπος δηλαδή που κατανέµεται το Έρβιο κατά πλάτος της ίνας, και το οποίο επηρεάζει τόσο το κέρδος όσο και το θόρυβο Βοηθούν την πιο πέρα διεύρυνση των ενεργειακών γραµµών, µε τη δηµιουργία µεµονωµένων γειτονικών γραµµών. Τα άτοµα πυριτίου ανθίσταται στην διείσδυση των ιόντων Ερβίου Το υλικό νόθευσης µε τα πιο ικανοποιητικά αποτελέσµατα αποδείχθηκε το Al 2 O 5 ιαγράµατα απορρόφησης και εκποµπής. Η γραµµή έχει απλωθεί λόγω διάσπασης Stark, και είναι διαφορετική για την απορρόφηση και για την εκποµπή Απορρόφηση ιεγερµένης Στάθµης, (ESA) είναι το φαινόµενο στο οποίο το ιόν απορροφά ένα φωτόνιο σήµατος και µεταβαίνει σε ανώτερη διεγερµένη στάθµη από όπου αποδιεγείρεται δίνοντας φωτόνια µικρότερου µήκους κύµατος.

ΟΠΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΙΝΑ ΠΡΟΣΜΙΞΕΩΝ ΕΡΒΙΟΥ Είσοδος Ίνα Έξοδος WDM Πολυπλέκτη ίοδος Άντλησης

Βασικά Χαρακτηριστικά Σχεδίασης Ενισχυτών EDFA Α. Επιλογή τρόπου άντλησης. (a) (b) (c) οµόρροπη, αντίρροπη και διδιάστατη Β. Επιλογή µήκους κύµατος άντλησης 1. Αποκλειστικά χρησιµοποιούνται είναι τα 980 και 1480 nm. 2. Η άντληση στα 1480 δεν απαγορεύεται από το γεγονός ότι βρίσκεται κοντά στη ζώνη χαµηλής εξασθένισης του παραθύρου 1.5 µm γιατί το φάσµα απορρόφησης είναι κάπως µετατοπισµένο σε σχέση µε το φάσµα αυθόρµητης εκποµπής 3. Η άντληση στα 1480 δεν έχει µεγάλη απόδοση γιατί το µη µηδενικό ύψος του φάσµατος εκποµπής στα 1480 nm προξενεί απώλεια µεγάλου µέρους του φωτός τόσο σε εξαναγκασµένη όσο και σε αυθόρµητη εκποµπή. Ζώνες απορρόφησης του Er + Οι ράβδοι δείχνουν τις περιοχές άντλησης και την απόδοση τους. Οι καµπύλες δίνουν τη σχετική απορρόφηση και την ικανότητα ενίσχυσης ανά µονάδα αντλούµενης ισχύος, συναρτήσει του µήκους κύµατος

4. Η αναστροφή είναι ατελής στα 1480 από ότι στα 980 nm 5. Ο θόρυβος στην έξοδο του ενισχυτή είναι µεγαλύτερος για άντληση. 6. Το µοναδικό πλεονέκτηµα του µήκους άντλησης 1480 είναι ότι αποτελεί το µοναδικό µήκος κύµατος που µπορεί να στέλνεται στον ενισχυτή κατά µήκος της ίδιας της ίνας από µια αποµακρυσµένη πηγή. Κατά τα άλλα η άντληση στα 980 nm έχει σαφώς µεγαλύτερη απόδοση. Γ. Επιλογή πηγή άντλησης. 1. Οι δίοδοι άντλησης που χρησιµοποιούνται πρέπει να διεγείρουν έναν µόνο εγκάρσιο ρυθµό αφού οι ίνες Ερβίου είναι µονορυθµικές. 2. Οι πηγές που χρησιµοποούνται είναι δίοδοι Fabry-erot, δίοδοι κατανεµηµένης ανάδρασης DFB ή πολλαπλών κβαντικών φρεάτων MQW. 3. Συνήθως χρησιµοποιούνται δίοδοι InGaA τύπου bulk για άντληση στα 1480 και InGaA τύπου MQW για άντληση και στα 1480 και στα 980 nm. 4. Οι ισχύς που απαιτούνται είναι 100mW για άντληση στα 980 και 200mW για άντληση στα 1480.. Επιλογή βέλτιστου µήκους ίνας ερβίου 1. Η ισχύς άντλησης στις διατάξεις των ενισχυτών τροφοδοτείται στα άκρα της ίνας Ερβίου, αντί να εφαρµόζεται οµοιόµορφά, όπως το ρεύµα άντλησης στους ενισχυτές Laer. 2. Αποµακρυνόµενοι από την πηγή άντλησης η αναστροφή είναι ανοµοιόµοεφα ατελής.

3. Αποτέλεσµα το σήµα ενώ αρχικά ενισχύεται κατά ένα µειούµενο κέρδος G τελικά εµφανίζεται εξασθενηµένο, καθώς απορροφιέται ένα µέρος του από το ίδιο το Έρβιο. 4. Για µια δεδοµένη τιµή ισχύος άντλησης υπάρχει το βέλτιστο µήκος L της ενεργού περιοχής ενίσχυσης ανάλογα µε το κέρδος που επιθυµούµε και την ανοχή στον θόρυβο Αποδεικνύεται ότι το βέλτιστο µήκος δίνεται από σχέση: L ot 2L 1 / 2 1 a at ( λ ) a : είναι ο συντελεστής απορρόφησης της άντλησης at : η ισχύς κορεσµού του ενισχυτή σε µήκος κύµατος λ. Ισχύς εξόδου συναρτήσει του µήκους της ίνας, µαζί µε την ισχύ του σήµατος και την ισχύ του οµόρροπου (ASE + ) και αντίρροπου θορύβου (ASE - ) :

Συνολικά έχουµε : Μεγάλη σηµασία έχουν οι σχετικοί πληθυσµοί των ενεργειακών στοιβάδων Οι σχετικοί πληθυσµοί που καθορίζουν το κέρδος και το θόρυβο. Οι πληθυσµοί εξαρτώνται: 1) Ισχύ άντλησης, 2) Το µήκος της ίνας, 3) Σχετικές πιθανότητες απορρόφησης και εκποµπής φωτονίου (ενεργές διατοµές σ a και σ e αντίστοιχα), 4) Συντελεστές απορρόφησης και κέρδους του σήµατος και της άντλησης (α,g και α,g αντίστοιχα). 5) Ισχύ κορεσµού της ίνας που ορίζεται από τη σχέση: at ( f ) = πω [ σ ( f ) + σ ( f )] τ a hf e 2 τ : είναι ο χρόνος ζωής της 4 Ι 13/2 f : η συχνότητα του σήµατος.

(Α) Κέρδος συναρτήσει µήκους για 3 τιµές άντλησης (Β) Κέρδος συναρτήσει άντλησης για 6 µήκη

Η ενισχυτική διάταξη διακρίνεται σε Α) Under-umed (G<1) Απορρόφηση του σήµατος Β) Full- umed (G>1) Ενίσχυση σήµατος (πολύ ή λίγος θόρυβος που δείχνει περίσσεια ισχύος άντλησης) Ισχύς άντλησης διαφάνειας κέρδους: tran = a 1 + n 1 + n L n n 1 ex 1 + n a L at ( λ ) Μέγιστη τιµή κέρδους, : G n n m ex 1 + n a L, 1 + λ λ Το m χρειάζεται γιατί στην περίπτωση που το Έρβιο προσεγγιστεί από σύστηµα 2 επιπέδων είναι αδύνατη η πλήρης αναστροφή πληθυσµών. Αντίστοιχη µέγιστη ισχύς εξόδου είναι: out m ex ( ρσ L) e, + λ λ ρ : η συγκέντρωση των ιόντων Ερβίου

Κλίση καµπύλης του κέρδους G( ) στο σηµείο = tran : g * = log ( G) = tran = a a 1 + n 1 + n at 1 ( λ ) Η κλίση δείχνει πόσο γρήγορα περνάει ο ενισχυτής από το σηµείο διαφάνειας στο µέγιστο κέρδος. Κορεσµός Ενισχυτή Ο κορεσµός του ενισχυτή συµβαίνει γιατί Η αντιστροφή πληθυσµού που επιτυγχάνεται δεν είναι πλήρης λόγω της απορρόφησης της άντλησης κατά µήκος της ίνας. Κορεσµός από το σήµα όπου ο ρυθµός αποδιέγερσης λόγω εξαναγκασµένης εκποµπής ανταγωνίζεται το ρυθµό αντιστροφής λόγω άντλησης, µε τελικό αποτέλεσµα την ελάττωση του κέρδους µετά από κάποια τιµή εισόδου.

Μειώνοντας την ισχύ του σήµατος εισόδου, το κέρδος είναι ανεξάρτητο από την ισχύ του σήµατος και η περιοχή λειτουργίας του αυτή ονοµάζεται περιοχή µη-κορεσµού ή µικρού σήµατος. Στην περιοχή λειτουργούν οι περισσότεροι ενισχυτές. Αυτοκορεσµός από τον θόρυβο αυθόρµητης ακτινοβολίας, ASE που ενισχύεται σε τέτοιο βαθµό ώστε να ανταγωνίζεται την άντληση. Αυτό συµβαίνει κυρίως κοντά στα δύο άκρα της ίνας όπου ο θόρυβος είναι µεγάλος µε αποτέλεσµα όταν αυξάνει το κέρδος να αυξάνει και η αυθόρµητη εκποµπή Ο θόρυβος από αυθόρµητη εκποµπή ακτινοβολίας, ASE διαδίδεται και στις δύο κατευθύνσεις και ενισχύεται: ± ASE = η ± hf v(g 1) = η ± eq hf vg ± γιατί έχουµε οµόρροπη και αντίρροπη διάδοση, v είναι το εύρος της ενισχυτικής διάταξης αντίστοιχα n είναι ο παράγοντας αυθόρµητης εκποµπής αντιστοιχεί σε ενίσχυση n φωτονίων και αντιπροσωπεύει µε αυτό τον τρόπο έναν ισοδύναµο θόρυβο εισόδου. n eq είναι ο παράγοντας ισοδύναµου θορύβου εισόδου ο οποίος χρησιµεύει για τον ενιαίο χειρισµό των περιπτώσεων ενίσχυσης (G>1) και απορρόφησης (G<1).

Ταλαντώσεις Laer το ASE που αρχίζουν να διεγείρονται όταν το κέρδος γίνει αρκετά µεγάλο. Απαιτείται η δηµιουργία υποτυπώδους κοιλότητας που είναι ασυνέχειες του ίδιο του υλικού ή εξαρτήµατα εκτός ενισχυτή. Οι ταλαντώσεις του ASE διατηρούνται και ενισχύονται από το µεγάλο κέρδος οπότε ουσιαστικά έχουµε έναυση από το ισοδύναµο αντηχείο που σχηµατίζεται.

Κέρδος συναρτήσει (α) ισχύος εισόδου και (β) ισχύος εξόδου για διάφορες τιµές εισόδου.

Ορίζουµε out Ισχύ κορεσµού εξόδου at ως η ισχύς εξόδου για την οποία το κέρδος έχει ελαττωθεί κατά 3dB Ισχύς κορεσµού εισόδου at ως η ισχύς εισόδου για την οποία το κέρδος έχει ελαττωθεί κατά 3 db. Ισχύει at out =(G max /2) at. Οι τιµές αυτών των µεγεθών καθορίζουν την περιοχή της βέλτιστης λειτουργίας του ενισχυτή: at ή out at out Συντελεστής µετατροπής ισχύος (ower Converion Efficiency-CE): CE = out Κβαντικός συντελεστής µετατροπής (Quantum Converion Efficiency-QCE): Φ QCE = out Φ Φ = λ λ CE

Φ συµβολίζεται η ροή των φωτονίων, /hf. Η µέγιστη τιµή του κβαντικού συντελεστή µετατροπής είναι µονάδα και σηµαίνει ότι όλο τα φωτόνια άντλησης µετατρέπονται σε φωτόνια σήµατος. Θόρυβος στους Ενισχυτές Ερβίου Κυριότερη συνιστώσα θορύβου είναι η ενισχυµένη αυθόρµητη εκποµπή, ASE. Το διεγερµένο ιόν αποδιεγείρεται εξαναγκασµένα χωρίς τη πρόσπτωση φωτονίου σήµατος. Το ασύµφωνο φωτόνιο που παράγεται ενισχύεται κινούµενο και προς τα δύο τερµατικά άκρα Φάσµα αυθόρµητης εκποµπής ASE ιόντων Er +.

Θορυβικός χαρακτηρισµός ενός οπτικού ενισχυτή Σηµατοθορυβικός λόγος (SNR) : nz ( ) nz ( ) ASE T SNR( z) = << > < > = 2 σ ( z) 2 2 2 G ( z) < n( 0) > σ 2 ( z) Συντελεστής θορύβου (Noie Figure): NF( z) = SNR( 0) SNR( z) σ(z) : Η διασπορά των φωτονίων - θόρυβος n(z) : µέσος αριθµός φωτονίων n(z) ASE : µέσος αριθµός φωτονίων ενισχυµένης αυθόρµητης εκποµπής T : µέση περίοδο Τ ενός bit δεδοµένου n(0) : φωτόνια εισόδου- σήµατος Ο SNR χρησιµοποιείται κυρίως σε συστήµατα ψηφιακής µετάδοσης. Ο ΝF δίνει την µεταβολή του σηµατοθορυβικού λόγου κατά µήκος της ίνας. Ο NF θα είναι πάντα µεγαλύτερος της µονάδας, καθώς ο ενισχυτής εισάγει πρόσθετο θόρυβο.