एल-बैंड ईडीएफए एम्पलीफायर सिस्टम की तकनीकी योजना

ईडीएफए, एर्बियम आयन-डॉप्ड फाइबर को गेन मीडियम के रूप में उपयोग करता है, जो पंप लाइट के तहत पॉपुलेशन इनवर्जन उत्पन्न करता है। यह सिग्नल लाइट के प्रेरण के तहत उत्तेजित विकिरण प्रवर्धन को साकार करता है।
एर्बियम आयनों में तीन ऊर्जा स्तर होते हैं। जब वे किसी प्रकाश से उत्तेजित नहीं होते हैं, तो वे सबसे निचले ऊर्जा स्तर, E1 पर होते हैं। जब फाइबर को पंप प्रकाश स्रोत लेजर द्वारा लगातार उत्तेजित किया जाता है, तो ग्राउंड स्टेट में मौजूद कण ऊर्जा प्राप्त करते हैं और उच्च ऊर्जा स्तर पर चले जाते हैं। उदाहरण के लिए, E1 से E3 में संक्रमण। चूंकि कण E3 के उच्च ऊर्जा स्तर पर अस्थिर होता है, इसलिए यह एक गैर-विकिरणकारी संक्रमण प्रक्रिया में तेजी से मेटास्टेबल अवस्था E2 में गिर जाता है। इस ऊर्जा स्तर पर, कणों का जीवनकाल अपेक्षाकृत लंबा होता है। पंप प्रकाश स्रोत के निरंतर उत्तेजना के कारण, E2 ऊर्जा स्तर पर कणों की संख्या लगातार बढ़ती जाती है, और E1 ऊर्जा स्तर पर कणों की संख्या भी बढ़ती जाती है। इस प्रकार, एर्बियम-मिश्रित फाइबर में जनसंख्या व्युत्क्रमण वितरण प्राप्त होता है, और प्रकाशीय प्रवर्धन सीखने के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ बनती हैं।
जब इनपुट सिग्नल फोटॉन ऊर्जा E=hf, E2 और E1 के बीच ऊर्जा स्तर के अंतर (E2-E1=hf) के ठीक बराबर होती है, तो मेटास्टेबल अवस्था में मौजूद कण उत्तेजित विकिरण के रूप में ग्राउंड स्टेट E1 में परिवर्तित हो जाते हैं। विकिरण और इनपुट सिग्नल में मौजूद फोटॉन समान होते हैं, जिससे फोटॉनों की संख्या में काफी वृद्धि होती है। इसके परिणामस्वरूप, एर्बियम-डॉप्ड फाइबर में इनपुट ऑप्टिकल सिग्नल एक मजबूत आउटपुट ऑप्टिकल सिग्नल में बदल जाता है, जिससे ऑप्टिकल सिग्नल का प्रत्यक्ष प्रवर्धन संभव हो जाता है।

2. सिस्टम आरेख और बुनियादी उपकरण का परिचय
2.1. एल-बैंड ऑप्टिकल फाइबर एम्पलीफायर सिस्टम का योजनाबद्ध आरेख निम्नलिखित है: