Khảo sát sự phụ thuộc các đặc trưng khuếch đại của bộ khuếch đại quang sợi pha tạp erbium (edfa) ở bước sóng kích thích 1480nm

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

197

KHẢO SÁT SỰ PHỤ THUỘC CÁC ĐẶC TRƯNG KHUẾCH ĐẠI CỦA

BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI PHA TẠP ERBIUM (EDFA)

Ở BƯỚC SÓNG KÍCH THÍCH 1480NM

A SURVEY ON THE DEPENDENCE OF AMPLIFIED CHARACTERISTICS OF AN

ERBIUM DOPED FIBER AMPLIFIER (EDFA) AT A STIMULATING

WAVELENGTH OF 1480NM

Nguyễn Quý Tuấn

Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT

Bộ khuếch đại quang sợi EDFA có thể hoạt động hiệu quả ở hai bước sóng bơm là

980nm và 1480nm. Trong bài báo này, tôi đã viết các chương trình mô phỏng một EDFA, hoạt

động ở bước sóng bơm 1480nm và bước sóng tín hiệu 1550nm, bằng ngôn ngữ lập trình

Matlab. Trên cơ sở giải hệ phương trình tốc độ và hệ phương trình truyền dẫn của EDFA, các

chương trình mô phỏng này đã tìm ra sự phụ thuộc của các đặc trưng khuếch đại vào các

thông số đầu vào như công suất bơm và công suất tín hiệu, chiều dài sợi pha tạp. Các kết quả

được biểu diễn trên đồ thị cho thấy hệ số khuếch đại sẽ tăng theo công suất bơm và ít biến đổi

theo công suất tín hiệu. Tuy nhiên, nếu công suất tín hiệu vào quá nhỏ thì hệ số tạp âm sẽ có

giá trị lớn.

ABSTRACT

The Erbium doped fiber amplifier (EDFA) can operate effectively at the two pump

wavelengths of 980nm and 1480nm. In this paper, I present simulated programs for an EDFA,

which operate at the 1480nm forward pump wavelength by means of the Matlab Software.

Based on the solution of the EDFA rate and propagating equations, simulated programs

indicated that the dependence of amplified characters on such input factors as pump capacity

and signal capacity. The graphical results show that the gain will rise with an increase of pump

power and vary little with a decrease of signal power. However, the noise figure will increase if

there is a decrease in the signal power.

1. Đặt vấn đề

Cáp quang có các ưu điểm như tốc độ truyền tin nhanh, dung lượng lớn và gọn

nhẹ,.v.v. Vì vậy, các tuyến thông tin cáp quang phát triển mạnh ở hầu hết các quốc gia

trên thế giới. Để các tuyến cáp quang phát huy hết hiệu quả, hệ thống truyền tin phải có

các bộ khuếch đại phù hợp. Bộ khuếch đại đang được nghiên cứu và sử dụng khá phổ

biến hiện nay là bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium (EDFA) [1, 4].

EDFA có thể được kích thích bởi các bước sóng bơm 980nm và 1480nm. Trong

bài báo này, chúng tôi sử dụng một EDFA được kích thích bởi bơm một bơm đồng

hướng bước sóng 1480nm vì nó cho hiệu suất lượng tử lớn hơn bơm 980nm [1]. Sau khi

thiết lập hệ phương trình động lực cho EDFA này, chúng tôi tiến hành viết chương trình