როგორ აღწევს ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი გამაძლიერებელს?

როგორნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელიგამაძლიერებლის მიღწევა?

დიდი სიმძლავრის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის ეპოქის დადგომის შემდეგ, ოპტიკური გამაძლიერებელი ტექნოლოგია სწრაფად განვითარდა.ოპტიკური გამაძლიერებლებისტიმულირებული გამოსხივების ან სტიმულირებული გაფანტვის საფუძველზე შემავალი ოპტიკური სიგნალების გაძლიერება. მუშაობის პრინციპის მიხედვით, ოპტიკური გამაძლიერებლები შეიძლება დაიყოს ნახევარგამტარულ ოპტიკურ გამაძლიერებლებად (SOA) დაოპტიკურ-ბოჭკოვანი გამაძლიერებლებიმათ შორის,ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლებიფართოდ გამოიყენება ოპტიკურ კომუნიკაციაში ფართო გაძლიერების დიაპაზონის, კარგი ინტეგრაციისა და ფართო ტალღის სიგრძის დიაპაზონის უპირატესობების გამო. ისინი შედგება აქტიური და პასიური რეგიონებისგან, ხოლო აქტიური რეგიონი არის გაძლიერების რეგიონი. როდესაც სინათლის სიგნალი გადის აქტიურ რეგიონში, ეს იწვევს ელექტრონების ენერგიის დაკარგვას და ძირითად მდგომარეობას ფოტონების სახით დაბრუნებას, რომლებსაც იგივე ტალღის სიგრძე აქვთ, რაც სინათლის სიგნალს, რითაც აძლიერებენ სინათლის სიგნალს. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი გარდაქმნის ნახევარგამტარულ გადამტანს საპირისპირო ნაწილაკად მამოძრავებელი დენის საშუალებით, აძლიერებს ინექციური საწყისი სინათლის ამპლიტუდას და ინარჩუნებს ინექციური საწყისი სინათლის ძირითად ფიზიკურ მახასიათებლებს, როგორიცაა პოლარიზაცია, ხაზის სიგანე და სიხშირე. სამუშაო დენის ზრდასთან ერთად, გამომავალი ოპტიკური სიმძლავრეც იზრდება გარკვეული ფუნქციური თანაფარდობით.

თუმცა, ეს ზრდა შეუზღუდავი არ არის, რადგან ნახევარგამტარული ოპტიკურ გამაძლიერებლებს აქვთ გაძლიერების გაჯერების ფენომენი. ფენომენი აჩვენებს, რომ როდესაც შეყვანის ოპტიკური სიმძლავრე მუდმივია, გაძლიერება იზრდება შეყვანილი მატარებლის კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად, მაგრამ როდესაც შეყვანილი მატარებლის კონცენტრაცია ძალიან დიდია, გაძლიერება გაჯერდება ან თუნდაც შემცირდება. როდესაც შეყვანილი მატარებლის კონცენტრაცია მუდმივია, გამომავალი სიმძლავრე იზრდება შეყვანის სიმძლავრის ზრდასთან ერთად, მაგრამ როდესაც შეყვანის ოპტიკური სიმძლავრე ძალიან დიდია, აგზნებული გამოსხივებით გამოწვეული მატარებლის მოხმარების სიჩქარე ძალიან დიდია, რაც იწვევს გაძლიერების გაჯერებას ან შემცირებას. გაძლიერების გაჯერების ფენომენის მიზეზი არის ელექტრონებსა და ფოტონებს შორის ურთიერთქმედება აქტიურ რეგიონის მასალაში. იქნება ეს ფოტონები გენერირებული გაძლიერების გარემოში თუ გარე ფოტონები, სტიმულირებული გამოსხივების მიერ მატარებლების მოხმარების სიჩქარე დაკავშირებულია იმ სიჩქარესთან, რომლითაც მატარებლები დროთა განმავლობაში აღადგენენ შესაბამის ენერგიის დონეს. სტიმულირებული გამოსხივების გარდა, სხვა ფაქტორებითაც იცვლება მატარებლების მოხმარების სიჩქარე, რაც უარყოფითად მოქმედებს გაძლიერების გაჯერებაზე.

რადგან ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქცია წრფივი გაძლიერებაა, ძირითადად გაძლიერების მისაღწევად, მათი გამოყენება საკომუნიკაციო სისტემებში შესაძლებელია როგორც სიმძლავრის გამაძლიერებლები, ხაზის გამაძლიერებლები და წინასწარი გამაძლიერებლები. გადამცემ ბოლოში, ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი გამოიყენება როგორც სიმძლავრის გამაძლიერებელი სისტემის გადამცემ ბოლოში გამომავალი სიმძლავრის გასაძლიერებლად, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს სისტემის მაგისტრალის რელეს მანძილი. გადამცემ ხაზში, ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც წრფივი რელეს გამაძლიერებელი, ისე, რომ გადაცემის რეგენერაციული რელეს მანძილი კვლავ გაიზარდოს ნახტომებით. მიმღებ ბოლოში, ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც წინასწარი გამაძლიერებელი, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მიმღების მგრძნობელობა. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების გაჯერების მახასიათებლები გამოიწვევს ბიტზე მოგების წინა ბიტების თანმიმდევრობასთან დაკავშირებას. მცირე არხებს შორის ნიმუშის ეფექტს ასევე შეიძლება ეწოდოს ჯვარედინი მოგების მოდულაციის ეფექტი. ეს ტექნიკა იყენებს მრავალ არხს შორის ჯვარედინი მოგების მოდულაციის ეფექტის სტატისტიკურ საშუალოს და პროცესში შემოაქვს საშუალო ინტენსივობის უწყვეტი ტალღა სხივის შესანარჩუნებლად, რითაც შეკუმშავს გამაძლიერებლის მთლიან მოგებას. შემდეგ არხებს შორის ჯვარედინი მოგების მოდულაციის ეფექტი მცირდება.

ნახევარგამტარული ოპტიკურ გამაძლიერებლებს აქვთ მარტივი სტრუქტურა, მარტივი ინტეგრაცია და შეუძლიათ სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ოპტიკური სიგნალების გაძლიერება და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის ლაზერების ინტეგრაციაში. ამჟამად, ნახევარგამტარული ოპტიკურ გამაძლიერებლებზე დაფუძნებული ლაზერული ინტეგრაციის ტექნოლოგია აგრძელებს განვითარებას, მაგრამ ჯერ კიდევ საჭიროა ძალისხმევა შემდეგ სამ ასპექტში. პირველი არის ოპტიკურ ბოჭკოსთან შეერთების დანაკარგის შემცირება. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლის მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ბოჭკოსთან შეერთების დანაკარგი დიდია. შეერთების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, შეერთების სისტემას შეიძლება დაემატოს ლინზა არეკვლის დანაკარგის მინიმიზაციისთვის, სხივის სიმეტრიის გასაუმჯობესებლად და მაღალი ეფექტურობის შეერთების მისაღწევად. მეორე არის ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების პოლარიზაციის მგრძნობელობის შემცირება. პოლარიზაციის მახასიათებელი ძირითადად ეხება დაცემული სინათლის პოლარიზაციის მგრძნობელობას. თუ ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი სპეციალურად არ არის დამუშავებული, გაძლიერების ეფექტური გამტარობა შემცირდება. კვანტური ჭის სტრუქტურას შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების სტაბილურობა. შესაძლებელია მარტივი და უმაღლესი კვანტური ჭის სტრუქტურის შესწავლა ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების პოლარიზაციის მგრძნობელობის შესამცირებლად. მესამე არის ინტეგრირებული პროცესის ოპტიმიზაცია. ამჟამად, ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლებისა და ლაზერების ინტეგრაცია ტექნიკური დამუშავების თვალსაზრისით ძალიან რთული და შრომატევადია, რაც იწვევს ოპტიკური სიგნალის გადაცემის დიდ დანაკარგებს და მოწყობილობის ჩასმის დანაკარგებს, ხოლო ღირებულება ძალიან მაღალია. ამიტომ, ჩვენ უნდა ვეცადოთ ინტეგრირებული მოწყობილობების სტრუქტურის ოპტიმიზაციას და მოწყობილობების სიზუსტის გაუმჯობესებას.

ოპტიკურ საკომუნიკაციო ტექნოლოგიებში, ოპტიკური გამაძლიერებლის ტექნოლოგია ერთ-ერთი დამხმარე ტექნოლოგიაა და ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლის ტექნოლოგია სწრაფად ვითარდება. ამჟამად, ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების მუშაობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, განსაკუთრებით ახალი თაობის ოპტიკური ტექნოლოგიების შემუშავებაში, როგორიცაა ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირება ან ოპტიკური გადართვის რეჟიმები. საინფორმაციო ინდუსტრიის განვითარებასთან ერთად, დაინერგება სხვადასხვა დიაპაზონისა და სხვადასხვა გამოყენებისთვის შესაფერისი ოპტიკური გამაძლიერებლის ტექნოლოგია, ხოლო ახალი ტექნოლოგიების შემუშავება და კვლევა აუცილებლად გამოიწვევს ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლის ტექნოლოგიის განვითარებას და აყვავებას.