Calculadora Ganancia total del amplificador para EDFA

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Parámetros de modelado de fibra

Características del diseño de fibra

✖El factor de confinamiento es una medida de la eficacia con la que la señal óptica está confinada dentro del núcleo dopado de la fibra.ⓘ Factor de confinamiento [Γ_s]			+10% -10%
✖La sección transversal de emisión se refiere a la medida de la efectividad con la que los iones de erbio emiten fotones en una longitud de onda específica.ⓘ Sección transversal de emisión [σs^e]			+10% -10%
✖La densidad de población de nivel de energía más alto representa la densidad de población de nivel de energía más bajo involucrada en el proceso de amplificación.ⓘ Densidad de población de mayor nivel energético [N₂]			+10% -10%
✖La sección transversal de absorción se refiere a la medida de la eficacia con la que los iones de erbio absorben la luz en una longitud de onda específica.ⓘ Sección transversal de absorción [σs^a]			+10% -10%
✖La densidad de población de nivel de energía inferior representa la densidad de población de nivel de energía inferior involucrada en el proceso de amplificación.ⓘ Densidad de población de nivel energético más bajo [N₁]			+10% -10%
✖La longitud de la fibra se define como la longitud total del cable de fibra.ⓘ Longitud de la fibra [L]			+10% -10%

✖La ganancia total del amplificador para un EDFA es un parámetro crucial para determinar el rendimiento y la eficiencia de un EDFA en el refuerzo de señales ópticas en sistemas de comunicación de fibra óptica.ⓘ Ganancia total del amplificador para EDFA [G]

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Fórmula

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Ganancia total del amplificador para EDFA

Fórmula

`"G" = "Γ"_{"s"}*exp(int(("σs"^{"e"}*"N"_{"2"}-"σs"^{"a"}*"N"_{"1"})*x,x,0,"L"))`

Ejemplo

`"4.7E^-35"="20"*exp(int(("15m²"*"13Hundred/m²"-"25m²"*"12Hundred/m²")*x,x,0,"1.25m"))`

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Ganancia total del amplificador para EDFA Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Ganancia total del amplificador para un EDFA = Factor de confinamiento*exp(int((Sección transversal de emisión*Densidad de población de mayor nivel energético-Sección transversal de absorción*Densidad de población de nivel energético más bajo)*x,x,0,Longitud de la fibra))
G = Γ_s*exp(int((σs^e*N₂-σs^a*N₁)*x,x,0,L))
Esta fórmula usa 2 Funciones, 7 Variables

Funciones utilizadas

exp - En una función exponencial, el valor de la función cambia en un factor constante por cada cambio de unidad en la variable independiente., exp(Number)
int - La integral definida se puede utilizar para calcular el área neta con signo, que es el área sobre el eje x menos el área debajo del eje x., int(expr, arg, from, to)

Variables utilizadas

Ganancia total del amplificador para un EDFA - La ganancia total del amplificador para un EDFA es un parámetro crucial para determinar el rendimiento y la eficiencia de un EDFA en el refuerzo de señales ópticas en sistemas de comunicación de fibra óptica.
Factor de confinamiento - El factor de confinamiento es una medida de la eficacia con la que la señal óptica está confinada dentro del núcleo dopado de la fibra.
Sección transversal de emisión - (Medido en Metro cuadrado) - La sección transversal de emisión se refiere a la medida de la efectividad con la que los iones de erbio emiten fotones en una longitud de onda específica.
Densidad de población de mayor nivel energético - (Medido en Cien / metro cuadrado) - La densidad de población de nivel de energía más alto representa la densidad de población de nivel de energía más bajo involucrada en el proceso de amplificación.
Sección transversal de absorción - (Medido en Metro cuadrado) - La sección transversal de absorción se refiere a la medida de la eficacia con la que los iones de erbio absorben la luz en una longitud de onda específica.
Densidad de población de nivel energético más bajo - (Medido en Cien / metro cuadrado) - La densidad de población de nivel de energía inferior representa la densidad de población de nivel de energía inferior involucrada en el proceso de amplificación.
Longitud de la fibra - (Medido en Metro) - La longitud de la fibra se define como la longitud total del cable de fibra.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Factor de confinamiento: 20 --> No se requiere conversión
Sección transversal de emisión: 15 Metro cuadrado --> 15 Metro cuadrado No se requiere conversión
Densidad de población de mayor nivel energético: 13 Cien / metro cuadrado --> 13 Cien / metro cuadrado No se requiere conversión
Sección transversal de absorción: 25 Metro cuadrado --> 25 Metro cuadrado No se requiere conversión
Densidad de población de nivel energético más bajo: 12 Cien / metro cuadrado --> 12 Cien / metro cuadrado No se requiere conversión
Longitud de la fibra: 1.25 Metro --> 1.25 Metro No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

G = Γ_s*exp(int((σs^e*N₂-σs^a*N₁)*x,x,0,L)) --> 20*exp(int((15*13-25*12)*x,x,0,1.25))

Evaluar ... ...

G = 4.73489962714911E-35

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

4.73489962714911E-35 --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

4.73489962714911E-35 ≈ 4.7E-35 <-- Ganancia total del amplificador para un EDFA

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Sheik Zaheer

Facultad de Ingeniería Seshadri Rao Gudlavalleru (SRGEC), Gudlavalleru

¡Sheik Zaheer ha creado esta calculadora y 10+ más calculadoras!

Verificada por banuprakash

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

¡banuprakash ha verificado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

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Ganancia total del amplificador para EDFA

Vamos Ganancia total del amplificador para un EDFA = Factor de confinamiento*exp(int((Sección transversal de emisión*Densidad de población de mayor nivel energético-Sección transversal de absorción*Densidad de población de nivel energético más bajo)*x,x,0,Longitud de la fibra))

Fotocorriente generada a la potencia óptica incidente

Vamos Fotocorriente generada a la potencia óptica incidente = Responsividad del fotodetector para el canal M*El poder del canal Mth+sum(x,1,número de canales,Responsividad del fotodetector para el canal N*Transmitividad del filtro para el canal N*Potencia en el enésimo canal)

Cambio de fase del canal J

Vamos Canal J de cambio de fase = Parámetro no lineal*Duración efectiva de la interacción*(Potencia de la señal Jth+2*sum(x,1,Gama de otros canales excepto J,Potencia de la señal Mth))

Eficiencia cuántica externa

Vamos Eficiencia cuántica externa = (1/(4*pi))*int(Transmisividad de Fresnel*(2*pi*sin(x)),x,0,Cono de ángulo de aceptación)

Duración efectiva de la interacción

Vamos Duración efectiva de la interacción = (1-exp(-(Pérdida de atenuación*Longitud de la fibra)))/Pérdida de atenuación

Pérdida de potencia en fibra

Vamos Fibra de pérdida de energía = Potencia de entrada*exp(Coeficiente de atenuación*Longitud de la fibra)

Dispersión óptica

Vamos Dispersión de fibra óptica = (2*pi*[c]*Constante de propagación)/Longitud de onda de la luz^2

Cambio de fase no lineal

Vamos Cambio de fase no lineal = int(Parámetro no lineal*Potencia óptica,x,0,Longitud de la fibra)

Diámetro de fibra

Vamos Diámetro de la fibra = (Longitud de onda de la luz*Número de modos)/(pi*Apertura numérica)

Número de modos

Vamos Número de modos = (2*pi*Radio del núcleo*Apertura numérica)/Longitud de onda de la luz

Pulso gaussiano

Vamos Pulso gaussiano = Duración del pulso óptico/(Longitud de la fibra*Dispersión de fibra óptica)

Cambio de brillo

Vamos turno brillante = (2*Índice de modo*Velocidad acústica)/Longitud de onda de la bomba

Grado de birrefringencia modal

Vamos Grado de birrefringencia modal = modulus(Índice de modo X-Índice de modo Y)

Duración del tiempo

Vamos Duración del tiempo = Longitud de onda de la luz/Grado de birrefringencia modal

La dispersión de Rayleigh

Vamos La dispersión de Rayleigh = Constante de fibra/(Longitud de onda de la luz^4)

Longitud de la fibra

Vamos Longitud de la fibra = Velocidad del grupo*Retraso de grupo

Velocidad del grupo

Vamos Velocidad del grupo = Longitud de la fibra/Retraso de grupo

Coeficiente de atenuación de fibra

Vamos Coeficiente de atenuación = Pérdida de atenuación/4.343

Número de modos usando frecuencia normalizada

Vamos Número de modos = Frecuencia normalizada^2/2

Ganancia total del amplificador para EDFA Fórmula

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