ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയ മേഖലയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾ

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയ മേഖലയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾ

An ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയ മേഖലയിൽ, ഇത് പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന റോളുകൾ വഹിക്കുന്നു: 1. ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിറ്ററിന്റെ മുൻവശത്ത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ, ഫൈബറിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. 2. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ നിലവിലുള്ള റിപ്പീറ്ററുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന ഓൺലൈൻ റിലേ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ; 3. പ്രീആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ: സ്വീകരിക്കുന്ന അറ്റത്തുള്ള ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന് മുമ്പ്, സ്വീകരിക്കുന്ന സംവേദനക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ദുർബലമായ ലൈറ്റ് സിഗ്നൽ മുൻകൂട്ടി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

നിലവിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന തരങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: 1. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (SOA ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ)/സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർ ആംപ്ലിഫയർ (SLA ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ); 2. ബെയ്റ്റ്-ഡോപ്പ്ഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ പോലുള്ള അപൂർവ എർത്ത്-ഡോപ്പ്ഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ (EDFA ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ), മുതലായവ. 3. ഫൈബർ രാമൻ ആംപ്ലിഫയറുകൾ പോലുള്ള നോൺലീനിയർ ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ. യഥാക്രമം ഒരു ചെറിയ ആമുഖം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

1. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾ: വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ സാഹചര്യങ്ങളിലും വ്യത്യസ്ത എൻഡ് ഫെയ്സ് റിഫ്ലക്ഷൻ ഉള്ളപ്പോഴും, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾക്ക് വിവിധ തരം സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിന്റെ ഡ്രൈവിംഗ് കറന്റ് അതിന്റെ പരിധിയേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, അതായത്, ലേസർ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നില്ലെങ്കിൽ, ഈ സമയത്ത്, ഒരു അറ്റത്തേക്ക് ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യപ്പെടും. ഈ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി ലേസറിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ സെന്ററിനടുത്താണെങ്കിൽ, അത് ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യപ്പെടുകയും മറ്റേ അറ്റത്ത് നിന്ന് ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ഇത്തരത്തിലുള്ളത്സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർഫാബ്രി-പെറോപ്പ് തരം ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (FP-SLA) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ലേസർ പരിധിക്ക് മുകളിലായി ബയസ് ചെയ്‌താൽ, ഒരു അറ്റത്ത് നിന്നുള്ള ദുർബലമായ സിംഗിൾ-മോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഇൻപുട്ട്, ഈ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ ആവൃത്തി ഈ മൾട്ടിമോഡ് ലേസറിന്റെ സ്പെക്ട്രത്തിനുള്ളിൽ ഉള്ളിടത്തോളം, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്ത് ഒരു നിശ്ചിത മോഡിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യപ്പെടും. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിനെ ഇൻജക്ഷൻ-ലോക്ക്ഡ് ടൈപ്പ് ആംപ്ലിഫയർ (IL-SLA) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങളും മിറർ-കോട്ടഡ് ചെയ്തിരിക്കുകയോ ആന്റി-റിഫ്ലക്ഷൻ ഫിലിമിന്റെ ഒരു പാളി ഉപയോഗിച്ച് ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്താൽ, അതിന്റെ എമിസിവിറ്റി വളരെ ചെറുതാക്കുകയും ഫാബ്രി-പെറോ റെസൊണന്റ് കാവിറ്റി രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയാതെ വരികയും ചെയ്താൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ സജീവ വേവ്ഗൈഡ് പാളിയിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, അത് യാത്ര ചെയ്യുമ്പോൾ വർദ്ധിപ്പിക്കപ്പെടും. അതിനാൽ, ഈ തരം ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിനെ ഒരു ട്രാവലിംഗ് വേവ് ടൈപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (TW-SLA) എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ ഘടന ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ട്രാവലിംഗ് വേവ് ടൈപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഫാബ്രി-പെറോട്ട് ടൈപ്പ് ആംപ്ലിഫയറിനേക്കാൾ മൂന്ന് ഓർഡറുകൾ വലുതായതിനാലും അതിന്റെ 3dB ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 10THz ൽ എത്താൻ കഴിയുമെന്നതിനാലും, ഇതിന് വിവിധ ഫ്രീക്വൻസികളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ വളരെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുമാണ്.

2. ബെയ്റ്റ്-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ: ഇതിൽ മൂന്ന് ഭാഗങ്ങളുണ്ട്: ആദ്യത്തേത് നിരവധി മീറ്റർ മുതൽ പത്ത് മീറ്റർ വരെ നീളമുള്ള ഒരു ഡോപ്പഡ് ഫൈബറാണ്. ഈ മാലിന്യങ്ങൾ പ്രധാനമായും ലേസർ ആക്റ്റിവേഷൻ മെറ്റീരിയൽ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന അപൂർവ എർത്ത് അയോണുകളാണ്; രണ്ടാമത്തേത് ലേസർ പമ്പ് സ്രോതസ്സാണ്, ഇത് പ്രകാശത്തിന്റെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നേടുന്നതിന് ഡോപ്പഡ് ചെയ്ത അപൂർവ എർത്ത് അയോണുകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉചിതമായ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ഊർജ്ജം നൽകുന്നു. മൂന്നാമത്തേത് കപ്ലറാണ്, ഇത് പമ്പ് ലൈറ്റിനെയും സിഗ്നൽ ലൈറ്റിനെയും ഡോപ്പഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആക്റ്റിവേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിലേക്ക് ജോടിയാക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. ഒരു ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഒരു സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസറിന്റേതിന് സമാനമാണ്. ഇത് ലേസർ-ആക്റ്റിവേറ്റഡ് മെറ്റീരിയലിനുള്ളിൽ ഒരു വിപരീത കണികാ സംഖ്യ വിതരണ അവസ്ഥയ്ക്ക് കാരണമാവുകയും ഉത്തേജിത വികിരണം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള കണികാ സംഖ്യ വിപരീത വിതരണ അവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, ഒപ്റ്റിക്കൽ സംക്രമണത്തിൽ രണ്ടിൽ കൂടുതൽ ഊർജ്ജ നിലകൾ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കണം, സാധാരണയായി മൂന്ന്-ലെവൽ, നാല്-ലെവൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ, ഒരു പമ്പ് സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള തുടർച്ചയായ ഊർജ്ജ വിതരണം. ഫലപ്രദമായി ഊർജ്ജം നൽകുന്നതിന്, പമ്പ് ഫോട്ടോണിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം ലേസർ ഫോട്ടോണിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കണം, അതായത്, പമ്പ് ഫോട്ടോണിന്റെ ഊർജ്ജം ലേസർ ഫോട്ടോണിനേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കണം. കൂടാതെ, റെസൊണന്റ് കാവിറ്റി ഒരു പോസിറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഉണ്ടാക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു ലേസർ ആംപ്ലിഫയർ രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.

3. നോൺലീനിയർ ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ: നോൺലീനിയർ ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകളും എർബിയം ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകളും ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആദ്യത്തേത് ക്വാർട്സ് ഫൈബറുകളുടെ നോൺലീനിയർ പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തേത് സജീവ മാധ്യമങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ എർബിയം-ഡോപ്പ് ചെയ്ത ക്വാർട്സ് നാരുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉത്തേജിത രാമൻ സ്കാറ്ററിംഗ് (SRS), ഉത്തേജിത ബ്രില്ലൂയിൻ സ്കാറ്ററിംഗ് (SBS), ഫോർ-വേവ് മിക്സിംഗ് ഇഫക്റ്റുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഉചിതമായ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ശക്തമായ പമ്പ് ലൈറ്റിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ സാധാരണ ക്വാർട്സ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകൾ ശക്തമായ നോൺലീനിയർ ഇഫക്റ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കും. പമ്പ് ലൈറ്റിനൊപ്പം ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിലൂടെ സിഗ്നൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ, സിഗ്നൽ ലൈറ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അങ്ങനെ, അവ ഫൈബർ രാമൻ ആംപ്ലിഫയറുകൾ (FRA), ബ്രില്ലൂയിൻ ആംപ്ലിഫയറുകൾ (FBA), പാരാമെട്രിക് ആംപ്ലിഫയറുകൾ എന്നിവയായി മാറുന്നു, ഇവയെല്ലാം വിതരണം ചെയ്ത ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകളാണ്.

സംഗ്രഹം: എല്ലാ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെയും പൊതുവായ വികസന ദിശ ഉയർന്ന നേട്ടം, ഉയർന്ന ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ, കുറഞ്ഞ ശബ്ദ സൂചകം എന്നിവയാണ്.