സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ എങ്ങനെയാണ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നേടുന്നത്?

എങ്ങനെസെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നേടണോ?

വലിയ ശേഷിയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിന്റെ യുഗത്തിന്റെ ആവിർഭാവത്തിനുശേഷം, ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം വികസിച്ചു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾഉത്തേജിത വികിരണം അല്ലെങ്കിൽ ഉത്തേജിത വിസരണം അടിസ്ഥാനമാക്കി ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുക. പ്രവർത്തന തത്വമനുസരിച്ച്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളെ സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളായി തിരിക്കാം (എസ്‌ഒ‌എ) കൂടാതെഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ. അവർക്കിടയിൽ,സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾവൈഡ് ഗെയിൻ ബാൻഡ്, നല്ല സംയോജനം, വൈഡ് തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണി എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ കാരണം ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവ സജീവവും നിഷ്ക്രിയവുമായ മേഖലകൾ ചേർന്നതാണ്, സജീവ മേഖലയാണ് ഗെയിൻ മേഖല. പ്രകാശ സിഗ്നൽ സജീവ മേഖലയിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, അത് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടാനും ഫോട്ടോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിലേക്ക് മടങ്ങാനും കാരണമാകുന്നു, അവയ്ക്ക് പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ അതേ തരംഗദൈർഘ്യമുണ്ട്, അങ്ങനെ പ്രകാശ സിഗ്നലിനെ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ഡ്രൈവിംഗ് കറന്റ് വഴി സെമികണ്ടക്ടർ കാരിയറിനെ റിവേഴ്സ് കണികയാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇൻജക്റ്റ് ചെയ്ത സീഡ് ലൈറ്റ് ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇൻജക്റ്റ് ചെയ്ത സീഡ് ലൈറ്റ് ന്റെ അടിസ്ഥാന ഭൗതിക സവിശേഷതകളായ ധ്രുവീകരണം, ലൈൻ വീതി, ആവൃത്തി എന്നിവ നിലനിർത്തുന്നു. പ്രവർത്തിക്കുന്ന കറന്റിന്റെ വർദ്ധനവോടെ, ഒരു പ്രത്യേക പ്രവർത്തന ബന്ധത്തിൽ ഔട്ട്പുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറും വർദ്ധിക്കുന്നു.

എന്നാൽ ഈ വളർച്ചയ്ക്ക് പരിധികളില്ല, കാരണം സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾക്ക് ഗെയിൻ സാച്ചുറേഷൻ പ്രതിഭാസമുണ്ട്. ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ, ഇൻജക്റ്റ് ചെയ്ത കാരിയർ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ഗെയിൻ വർദ്ധിക്കുമെന്നും, എന്നാൽ ഇൻജക്റ്റ് ചെയ്ത കാരിയർ സാന്ദ്രത വളരെ വലുതാകുമ്പോൾ, ഗെയിൻ പൂരിതമാകുകയോ കുറയുകയോ ചെയ്യുമെന്ന് ഈ പ്രതിഭാസം കാണിക്കുന്നു. ഇൻജക്റ്റ് ചെയ്ത കാരിയറിന്റെ സാന്ദ്രത സ്ഥിരമാകുമ്പോൾ, ഇൻപുട്ട് പവറിന്റെ വർദ്ധനവിനൊപ്പം ഔട്ട്പുട്ട് പവർ വർദ്ധിക്കും, എന്നാൽ ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ വളരെ വലുതാകുമ്പോൾ, ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ട വികിരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന കാരിയർ ഉപഭോഗ നിരക്ക് വളരെ വലുതാണ്, ഇത് ഗെയിൻ സാച്ചുറേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കുറവ് എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഗെയിൻ സാച്ചുറേഷൻ പ്രതിഭാസത്തിന് കാരണം സജീവ മേഖലാ മെറ്റീരിയലിലെ ഇലക്ട്രോണുകളും ഫോട്ടോണുകളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ്. ഗെയിൻ മീഡിയത്തിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ബാഹ്യ ഫോട്ടോണുകൾ ആകട്ടെ, ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ട വികിരണം കാരിയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന നിരക്ക്, വാഹകർ കാലക്രമേണ അനുബന്ധ ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് നിറയ്ക്കുന്ന നിരക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ട വികിരണത്തിന് പുറമേ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാരിയർ നിരക്കും മാറുന്നു, ഇത് ഗെയിൻ സാച്ചുറേഷനെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു.

സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രവർത്തനം ലീനിയർ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ആയതിനാൽ, പ്രധാനമായും ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നേടുന്നതിന്, ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങളിൽ പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ലൈൻ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, പ്രീആംപ്ലിഫയറുകൾ എന്നിവയായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് അറ്റത്ത്, സിസ്റ്റത്തിന്റെ ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് അറ്റത്തുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ഒരു പവർ ആംപ്ലിഫയറായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സിസ്റ്റം ട്രങ്കിന്റെ റിലേ ദൂരം വളരെയധികം വർദ്ധിപ്പിക്കും. ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ഒരു ലീപ്സ് റിലേ ആംപ്ലിഫയറായി ഉപയോഗിക്കാം, അങ്ങനെ ട്രാൻസ്മിഷൻ റീജനറേറ്റീവ് റിലേ ദൂരം വീണ്ടും കുതിച്ചുചാട്ടത്തിലൂടെ നീട്ടാൻ കഴിയും. റിസീവിംഗ് അറ്റത്ത്, സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ഒരു പ്രീആംപ്ലിഫയറായി ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് റിസീവറിന്റെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തും. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ഗെയിൻ സാച്ചുറേഷൻ സവിശേഷതകൾ ഓരോ ബിറ്റിനുമുള്ള ഗെയിൻ മുമ്പത്തെ ബിറ്റ് സീക്വൻസുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തും. ചെറിയ ചാനലുകൾക്കിടയിലുള്ള പാറ്റേൺ ഇഫക്റ്റിനെ ക്രോസ്-ഗെയിൻ മോഡുലേഷൻ ഇഫക്റ്റ് എന്നും വിളിക്കാം. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒന്നിലധികം ചാനലുകൾക്കിടയിലുള്ള ക്രോസ്-ഗെയിൻ മോഡുലേഷൻ ഇഫക്റ്റിന്റെ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ ശരാശരി ഉപയോഗിക്കുകയും ബീം നിലനിർത്തുന്നതിനായി പ്രക്രിയയിൽ ഒരു മീഡിയം തീവ്രത തുടർച്ചയായ തരംഗം അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ മൊത്തം ഗെയിൻ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നു. അപ്പോൾ ചാനലുകൾക്കിടയിലുള്ള ക്രോസ്-ഗെയിൻ മോഡുലേഷൻ പ്രഭാവം കുറയുന്നു.

സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾക്ക് ലളിതമായ ഘടനയും എളുപ്പത്തിലുള്ള സംയോജനവുമുണ്ട്, വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും, കൂടാതെ വിവിധ തരം ലേസറുകളുടെ സംയോജനത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിലവിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലേസർ ഇന്റഗ്രേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വത പ്രാപിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇനിപ്പറയുന്ന മൂന്ന് വശങ്ങളിൽ ഇപ്പോഴും ശ്രമങ്ങൾ നടത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഒന്ന് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുമായുള്ള കപ്ലിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ്. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പ്രധാന പ്രശ്നം ഫൈബറുമായുള്ള കപ്ലിംഗ് നഷ്ടം വലുതാണ് എന്നതാണ്. കപ്ലിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, പ്രതിഫലന നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിനും, ബീമിന്റെ സമമിതി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള കപ്ലിംഗ് നേടുന്നതിനും കപ്ലിംഗ് സിസ്റ്റത്തിൽ ഒരു ലെൻസ് ചേർക്കാം. രണ്ടാമത്തേത് സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ധ്രുവീകരണ സംവേദനക്ഷമത കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ്. ധ്രുവീകരണ സ്വഭാവം പ്രധാനമായും സംഭവ പ്രകാശത്തിന്റെ ധ്രുവീകരണ സംവേദനക്ഷമതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ പ്രത്യേകമായി പ്രോസസ്സ് ചെയ്തിട്ടില്ലെങ്കിൽ, നേട്ടത്തിന്റെ ഫലപ്രദമായ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് കുറയും. ക്വാണ്ടം കിണർ ഘടനയ്ക്ക് സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സ്ഥിരത ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ധ്രുവീകരണ സംവേദനക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നതിന് ലളിതവും മികച്ചതുമായ ഒരു ക്വാണ്ടം കിണർ ഘടന പഠിക്കാൻ കഴിയും. മൂന്നാമത്തേത് സംയോജിത പ്രക്രിയയുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനാണ്. നിലവിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെയും ലേസറുകളുടെയും സംയോജനം സാങ്കേതിക പ്രോസസ്സിംഗിൽ വളരെ സങ്കീർണ്ണവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതുമാണ്, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനിലും ഉപകരണ ഉൾപ്പെടുത്തൽ നഷ്ടത്തിലും വലിയ നഷ്ടത്തിന് കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ ചെലവ് വളരെ കൂടുതലാണ്. അതിനാൽ, സംയോജിത ഉപകരണങ്ങളുടെ ഘടന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും ഉപകരണങ്ങളുടെ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും നമ്മൾ ശ്രമിക്കണം.

ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഒന്നാണ്, കൂടാതെ സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. നിലവിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്വിച്ചിംഗ് മോഡുകൾ പോലുള്ള പുതിയ തലമുറ ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനത്തിൽ. വിവര വ്യവസായത്തിന്റെ വികസനത്തോടെ, വ്യത്യസ്ത ബാൻഡുകൾക്കും വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും അനുയോജ്യമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടും, കൂടാതെ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനവും ഗവേഷണവും അനിവാര്യമായും സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിക്കുകയും അഭിവൃദ്ധി പ്രാപിക്കുകയും ചെയ്യും.