Anwendung

980 nm 1480 nm Pumplaser für Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA)

2021-04-02

Der 980-nm-14-Pin-Butterfly-Pumplaser von Box Optronics verwendet einen TEC-Kühler und einen 980-nm-Pumplaserchip mit hoher Leistung. Welche mit hoher Stabilität, hoher Wellenlängengenauigkeit, hoher Faserausgangsleistung von mehr als 600 mW und hervorragendem Seitenmodenunterdrückungsverhältnis. Der Pumplaser von Boxoptronics kann in Faserverstärkern, Pumplichtquellen, wissenschaftlichen Experimenten mit Fasersensorsystemen und in anderen Bereichen eingesetzt werden. Gleichzeitig kann Boxoptronics Treiberschaltkreise bereitstellen, um Kunden dabei zu helfen, hochstabile Laserlichtquellen zu erhalten.


Auf dem Gebiet der optischen Kommunikation konzentrieren sich immer mehr erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA) der nächsten Generation darauf, wie man kostengünstige, kleine und energiesparende optische Verstärker erhält, ohne die Leistung oder Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Beispielsweise hat das Bragg-Gitter (FBG) große Fortschritte in der Stabilität gemacht. EDFA kann die 600-mW-Ultrahochleistungs-980-nm-Pumpe von Box Optronics in einem gekühlten 14PIN-Butterfly-Gehäuse und die 200-mW-980-nm-Pumpe von Box Optronics in einem ungekühlten Mini-DIL-Gehäuse erwerben. Die Kosten, der Stromverbrauch und die Größe der ungekühlten 980-nm-Pumpe von Box Optronics mit Mini-DIL-Gehäuse sind viel geringer als bei anderen Pumpentypen.

Der Schlüssel zum Erhalt einer effektiven und stabilen FBG-Wellenlänge besteht darin, eine geeignete optische Rückkopplung in den Hohlraum der Laserdiode aufrechtzuerhalten. Eine FPlaserdiode ist eigentlich ein TE-Polarisator. Daher kann nur das reflektierte Licht dieser TE-Polarisatoren am FBG die Leistung der Diode beeinflussen.

Bei Monomode-Pigtails ist die Verformung des Zellkerns die Hauptursache für Doppelbrechung. Die Verformung tritt normalerweise an der Stelle auf, wo die Faser während des Verlegens gebogen oder verdreht wird, oder wo ein beliebiger Radius der Endfaser zusammengedrückt wird. Da die Doppelbrechung nicht vollständig eliminiert werden kann, verwendet das herkömmliche 980-nm-Pumplaserdesign normalerweise ein hohes FBG-Reflexionsvermögen, um ein akzeptables Single-Mode-Unterdrückungsverhältnis (SMSR) aufrechtzuerhalten, wenn nur ein kleiner Teil der Rückkopplung TE-Polarisation ist.

Die polarisationserhaltende Faser wird aufgrund ihrer hohen Doppelbrechung nicht durch kleine Störungen beeinträchtigt. Daher kann das 980-nm-Pumpenmodul von BoxOpttronics mit PMF-Pigtail ähnlich der FBG-Länge eine hervorragende SMSR in einem großen dynamischen Leistungs- und Temperaturbereich aufrechterhalten. Gleichzeitig wird es die Produktionskapazität erhöhen und den Einsatz von Kälte und ungekühlten Pumpen erweitern.

Die steigende Nachfrage nach EDFA mit geringer Größe und geringem Stromverbrauch ist die Hauptantriebskraft für die rasche Entwicklung ungekühlter Pumpquellen. Untersuchungen zeigen, dass nach dem Entfernen des sperrigen thermoelektrischen Kühlers (TEC) der Stromverbrauch des Box Optronics 980-nm-Pumpenmoduls um 75 % reduziert werden kann und ein kleineres und billigeres Mini-DIL-Gehäuse verwendet werden kann. Mini-DIL eignet sich sehr gut für die derzeit beliebte kostengünstige Schmalband-EDFA-Architektur, die nicht die höchste Leistungspumpe erfordert. Die von minidil gekapselte Plattform folgt dem Multi-Source-Protokoll und ist eine extrem standardisierte Komponente. Der SMSR kann bei einer Leistung von 24 mW bis 240 mW und einem Temperaturbereich von -5 ℃ bis 75 ℃ hervorragend aufrechterhalten werden.

Allerdings erhöht auch der ungekühlte Box Optronics 980nm PumpLaser den Testaufwand. Da die externen Temperaturänderungen den Bandabstand des Lasers beeinflussen, sollte die Qualität des Spektrums im gesamten Nenntemperatur- und Leistungsbereich streng getestet werden. Die von TEC gekühlte BoxOptronics 980-nm-Pumpe muss nur stichprobenartig getestet werden. Da die 980-nm-Leistung von PMF-Pigtails unabhängig von der Faserlage ist, können sich EDFA-Monteure auf die im Werk getestete Leistung verlassen. Andererseits sollte der ungekühlte Pumplaser ohne PMF auch ein Ersatzband behalten, um eine zufriedenstellende spektrale Leistung sicherzustellen.

Die optische Kalibrierungstechnologie, die speziell für TEC-Kühlumgebungen bei 25 °C entwickelt wurde, hat sich als geeignet für Umgebungen mit höheren Temperaturen erwiesen. Um die Zuverlässigkeit in einer typischen Arbeitsumgebung (40 °C bis 75 °C) zu simulieren, wurde das Gerät über Millionen von Stunden im Temperaturbereich von 25 °C bis 85 °C getestet.

Um vollständig übernommen zu werden, muss das Ultra-HighPower 980nm Pumpmodul zum Dynamikbereich des FP 1480nm Lasers passen. Im Einzelnen muss die Ausgangspumpe oberhalb des Schwellenstroms arbeiten, was nur eine sehr geringe Verstärkung erfordert. Der Leistungsdynamikbereich der traditionellen BoxOptronics 980-nm-Pumptechnologie beträgt 15 dB (12 mW bis 350 mW), während die 980-nm-Pumptechnologie mit PMF-Pigtail mehr als 20 dB beträgt.

Das 980-nm-Pumpmodul mit Pigtails ist weit verbreitet. Seine höhere Ausgangsleistung und Vielseitigkeit beeinflussen auch die Entwicklung von EDFA in der Zukunft. Zum Beispiel eine dreistufige, dispersionskompensierte EDFA-Architektur mit abgeflachter Verstärkung.

Die Entwicklung von EDFA konzentriert sich hauptsächlich auf das kostengünstige Minidil-Gehäuse im Vorverstärkerbereich, das das bisherige Kühlgerät ersetzt, und die 980-nm-Pumpe im Ausgangsbereich. EDFA wird die geringstmöglichen Vorverstärkerkosten haben und sich auf den Multiplexer verlassen. Im Ausgangsbereich erzeugt die 980-nm-Pumpe von Box Optronics eine rauscharme Ausgangsleistung.


Die 980-nm-Pumpen-EDFAs von Box Optronics werden häufig in terrestrischen Systemen verwendet, während 1480-nm-Pumpen als Remote Optically Pumped Amplifiers (ROPA) in Unterwasserverbindungen verwendet werden, wo es schwierig ist, Verstärker einzusetzen. Für U-Boot-Systeme kann Remote Pumping verwendet werden, um dies nicht zu müssen die Verstärker elektrisch speisen und elektronische Teile entfernen. Heutzutage wird damit bis zu 200 km gepumpt.

Die mit Erbium dotierte Faser kann durch eine Pumpwellenlänge von 980 nm oder 1480 nm aktiviert werden, aber nur die zweite wird in Repeater-losen Systemen aufgrund des geringeren Faserverlusts bei 1,48 mm im Vergleich zu dem Verlust bei 0,98 mm verwendet. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Terminal und dem entfernten Verstärker vergrößert werden.

In einer typischen Konfiguration besteht die ROPA aus einem einfachen kurzen Stück einer mit Erbium dotierten Faser in der Übertragungsleitung, die einige zehn Kilometer vor einem Landterminal oder einem herkömmlichen Inline-EDFA angeordnet ist. Der entfernte EDF wird von einem 1480-nm-Laser vom Terminal oder Inline-EDFA rückwärts gepumpt, wodurch eine Signalverstärkung bereitgestellt wird.

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