अप्टिकल फाइबर सञ्चारको क्षेत्रमा अप्टिकल एम्पलीफायरहरू

अप्टिकल फाइबर सञ्चारको क्षेत्रमा अप्टिकल एम्पलीफायरहरू

An अप्टिकल एम्पलीफायरअप्टिकल सिग्नलहरूलाई प्रवर्द्धन गर्ने उपकरण हो। अप्टिकल फाइबर सञ्चारको क्षेत्रमा, यसले मुख्यतया निम्न भूमिकाहरू खेल्छ: १. अप्टिकल पावर बढाउने र प्रवर्द्धन गर्ने। अप्टिकल ट्रान्समिटरको अगाडिको छेउमा अप्टिकल एम्पलीफायर राखेर, फाइबरमा प्रवेश गर्ने अप्टिकल पावर बढाउन सकिन्छ। २. अनलाइन रिले एम्पलीफिकेशन, अप्टिकल फाइबर सञ्चार प्रणालीहरूमा अवस्थित रिपीटरहरू प्रतिस्थापन गर्दै; ३. प्रीएम्पलीफिकेशन: रिसीभिङ एन्डमा फोटोडिटेक्टर हुनुभन्दा पहिले, कमजोर प्रकाश सिग्नललाई रिसीभिङ संवेदनशीलता बढाउन पूर्व-एम्पलीफाइड गरिन्छ।

हाल, अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसनमा अपनाइएका अप्टिकल एम्पलीफायरहरूमा मुख्यतया निम्न प्रकारहरू समावेश छन्: १. सेमीकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायर (SOA अप्टिकल एम्पलीफायर)/सेमीकन्डक्टर लेजर एम्पलीफायर (SLA अप्टिकल एम्पलीफायर); २. दुर्लभ पृथ्वी-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरहरू, जस्तै ब्याट-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरहरू (EDFA अप्टिकल एम्पलीफायर), आदि। ३. ननलाइनर फाइबर एम्पलीफायरहरू, जस्तै फाइबर रमन एम्पलीफायरहरू, आदि। क्रमशः निम्न संक्षिप्त परिचय हो।

१.सेमिकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायरहरू: फरक-फरक अनुप्रयोग अवस्थाहरूमा र फरक-फरक अन्तिम अनुहार परावर्तन भएका, सेमिकन्डक्टर लेजरहरूले विभिन्न प्रकारका सेमिकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायरहरू उत्पादन गर्न सक्छन्। यदि सेमिकन्डक्टर लेजरको ड्राइभिङ करन्ट यसको थ्रेसहोल्ड भन्दा कम छ भने, अर्थात्, कुनै लेजर उत्पन्न हुँदैन, यस समयमा, एक अप्टिकल सिग्नल एक छेउमा इनपुट हुन्छ। जबसम्म यो अप्टिकल सिग्नलको फ्रिक्वेन्सी लेजरको वर्णक्रमीय केन्द्रको नजिक हुन्छ, यो प्रवर्धित हुनेछ र अर्को छेउबाट आउटपुट हुनेछ। यस प्रकारकोअर्धचालक अप्टिकल एम्पलीफायरयसलाई फेब्री-पेरोप प्रकारको अप्टिकल एम्पलीफायर (FP-SLA) भनिन्छ। यदि लेजर थ्रेसहोल्ड भन्दा माथि पक्षपाती छ भने, कमजोर एकल-मोड अप्टिकल सिग्नल इनपुट एक छेउबाट, जबसम्म यो अप्टिकल सिग्नलको फ्रिक्वेन्सी यस मल्टिमोड लेजरको स्पेक्ट्रम भित्र हुन्छ, अप्टिकल सिग्नललाई एम्पलीफाइड गरिनेछ र निश्चित मोडमा लक गरिनेछ। यस प्रकारको अप्टिकल एम्पलीफायरलाई इन्जेक्सन-लक्ड टाइप एम्पलीफायर (IL-SLA) भनिन्छ। यदि अर्धचालक लेजरको दुई छेउहरू मिरर-लेपित वा एन्टी-रिफ्लेक्शन फिल्मको तहले वाष्पीकरण गरिएको छ भने, यसको उत्सर्जन धेरै सानो हुन्छ र फेब्री-पेरो रेजोनन्ट गुहा बनाउन असमर्थ हुन्छ, जब अप्टिकल सिग्नल सक्रिय वेभगाइड तहबाट जान्छ, यो यात्रा गर्दा एम्पलीफाइड हुनेछ। त्यसकारण, यस प्रकारको अप्टिकल एम्पलीफायरलाई ट्राभलिङ वेभ टाइप अप्टिकल एम्पलीफायर (TW-SLA) भनिन्छ, र यसको संरचना निम्न चित्रमा देखाइएको छ। ट्राभलिङ वेभ टाइप अप्टिकल एम्पलीफायरको ब्यान्डविथ फेब्री-पेरोट टाइप एम्पलीफायरको भन्दा तीन अर्डर म्याग्निच्युड ठूलो भएकोले, र यसको ३dB ब्यान्डविथ १०THz सम्म पुग्न सक्ने भएकोले, यसले विभिन्न फ्रिक्वेन्सीहरूको अप्टिकल सिग्नलहरूलाई एम्पलीफाय गर्न सक्छ र यो एक अत्यधिक आशाजनक अप्टिकल एम्पलीफायर हो।

२. ब्याट-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर: यसमा तीन भागहरू हुन्छन्: पहिलो डोप्ड फाइबर हो जसको लम्बाइ धेरै मिटरदेखि दशौं मिटरसम्म हुन्छ। यी अशुद्धताहरू मुख्यतया दुर्लभ पृथ्वी आयनहरू हुन्, जसले लेजर सक्रियता सामग्री बनाउँछ; दोस्रो लेजर पम्प स्रोत हो, जसले प्रकाशको प्रवर्धन प्राप्त गर्न डोप्ड दुर्लभ पृथ्वी आयनहरूलाई उत्तेजित गर्न उपयुक्त तरंगदैर्ध्यको ऊर्जा प्रदान गर्दछ। तेस्रो युग्मक हो, जसले पम्प प्रकाश र सिग्नल प्रकाशलाई डोप्ड अप्टिकल फाइबर सक्रियता सामग्रीमा जोड्न सक्षम बनाउँछ। फाइबर एम्पलीफायरको कार्य सिद्धान्त ठोस-अवस्था लेजरको जस्तै छ। यसले लेजर-सक्रिय सामग्री भित्र उल्टो कण संख्या वितरण अवस्था निम्त्याउँछ र उत्तेजित विकिरण उत्पन्न गर्दछ। स्थिर कण संख्या उल्टो वितरण अवस्था सिर्जना गर्न, अप्टिकल संक्रमणमा दुई भन्दा बढी ऊर्जा स्तरहरू संलग्न हुनुपर्छ, सामान्यतया तीन-स्तर र चार-स्तर प्रणालीहरू, पम्प स्रोतबाट ऊर्जाको निरन्तर आपूर्तिको साथ। प्रभावकारी रूपमा ऊर्जा प्रदान गर्न, पम्प फोटोनको तरंगदैर्ध्य लेजर फोटोनको भन्दा छोटो हुनुपर्छ, अर्थात्, पम्प फोटोनको ऊर्जा लेजर फोटोनको भन्दा बढी हुनुपर्छ। यसबाहेक, अनुनाद गुहाले सकारात्मक प्रतिक्रिया बनाउँछ, र यसरी लेजर एम्पलीफायर बनाउन सकिन्छ।

३. ननलाइनर फाइबर एम्पलीफायरहरू: ननलाइनर फाइबर एम्पलीफायरहरू र एर्बियम फाइबर एम्पलीफायरहरू दुवै फाइबर एम्पलीफायरहरूको श्रेणीमा पर्छन्। यद्यपि, पहिलोले क्वार्ट्ज फाइबरको ननलाइनर प्रभाव प्रयोग गर्दछ, जबकि पछिल्लोले सक्रिय मिडियामा कार्य गर्न एर्बियम-डोपेड क्वार्ट्ज फाइबरहरू प्रयोग गर्दछ। साधारण क्वार्ट्ज अप्टिकल फाइबरहरूले उपयुक्त तरंगदैर्ध्यको बलियो पम्प प्रकाशको कार्य अन्तर्गत बलियो ननलाइनर प्रभावहरू उत्पन्न गर्नेछन्, जस्तै उत्तेजित रमन स्क्याटरिङ (SRS), उत्तेजित ब्रिलोइन स्क्याटरिङ (SBS), र चार-तरंग मिश्रण प्रभावहरू। जब सिग्नल पम्प लाइटसँगै अप्टिकल फाइबरमा प्रसारित हुन्छ, सिग्नल लाइटलाई प्रवर्धित गर्न सकिन्छ। यसरी, तिनीहरूले फाइबर रमन एम्पलीफायरहरू (FRA), ब्रिलोइन एम्पलीफायरहरू (FBA), र प्यारामेट्रिक एम्पलीफायरहरू बनाउँछन्, जुन सबै वितरित फाइबर एम्पलीफायरहरू हुन्।

सारांश: सबै अप्टिकल एम्पलीफायरहरूको साझा विकास दिशा उच्च लाभ, उच्च आउटपुट पावर, र कम आवाज फिगर हो।