ოპტიკური გამაძლიერებლები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სფეროში

ოპტიკური გამაძლიერებლები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სფეროში

An ოპტიკური გამაძლიერებელიარის მოწყობილობა, რომელიც აძლიერებს ოპტიკურ სიგნალებს. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სფეროში ის ძირითადად შემდეგ როლებს ასრულებს: 1. ოპტიკური სიმძლავრის გაძლიერება და გაძლიერება. ოპტიკური გამაძლიერებლის ოპტიკური გადამცემის წინა ბოლოში განთავსებით, შესაძლებელია ბოჭკოში შემავალი ოპტიკური სიმძლავრის გაზრდა. 2. ონლაინ რელეური გაძლიერება, რომელიც ცვლის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სისტემებში არსებულ გამეორებებს; 3. წინასწარი გაძლიერება: მიმღებ ბოლოში ფოტოდეტექტორის განთავსებამდე, სუსტი სინათლის სიგნალი წინასწარ ძლიერდება მიმღები მგრძნობელობის გასაძლიერებლად.

ამჟამად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციისთვის გამოყენებული ოპტიკური გამაძლიერებლები ძირითადად შემდეგი ტიპისაა: 1. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი (SOA ოპტიკური გამაძლიერებელი)/ნახევარგამტარული ლაზერული გამაძლიერებელი (SLA ოპტიკური გამაძლიერებელი); 2. იშვიათმიწა ელემენტებით დოპირებული ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, როგორიცაა სატყუარათი დოპირებული ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები (EDFA ოპტიკური გამაძლიერებელი), და ა.შ. 3. არაწრფივი ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, როგორიცაა ბოჭკოვანი რამანის გამაძლიერებლები და ა.შ. ქვემოთ მოცემულია მოკლე შესავალი შესაბამისად.

1. ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლები: სხვადასხვა გამოყენების პირობებში და ბოლო ზედაპირის განსხვავებული არეკვლის კოეფიციენტით, ნახევარგამტარული ლაზერებით შესაძლებელია სხვადასხვა ტიპის ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლების წარმოება. თუ ნახევარგამტარული ლაზერის მამოძრავებელი დენი მის ზღურბლზე დაბალია, ანუ ლაზერი არ გენერირდება, ამ დროს ოპტიკური სიგნალი ერთ ბოლოში შედის. სანამ ამ ოპტიკური სიგნალის სიხშირე ლაზერის სპექტრულ ცენტრთან ახლოსაა, ის გაძლიერდება და გამოვა მეორე ბოლოდან. ამ ტიპისნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელიფაბრი-პეროს ტიპის ოპტიკური გამაძლიერებელი (FP-SLA) ეწოდება. თუ ლაზერი ზღურბლზე მაღლა არის მიმართული, ერთი ბოლოდან შემომავალი სუსტი ერთრეჟიმიანი ოპტიკური სიგნალი, სანამ ამ ოპტიკური სიგნალის სიხშირე ამ მრავალრეჟიმიანი ლაზერის სპექტრშია, ოპტიკური სიგნალი გაძლიერდება და გარკვეულ რეჟიმში ჩაიკეტება. ამ ტიპის ოპტიკურ გამაძლიერებელს ინექციით ჩაკეტილი ტიპის გამაძლიერებელი (IL-SLA) ეწოდება. თუ ნახევარგამტარული ლაზერის ორი ბოლო სარკისებურად არის დაფარული ან აორთქლებული ანტიარეკლილი ფირის ფენით, რაც მის გამოსხივებას ძალიან მცირეს ხდის და ვერ ქმნის ფაბრი-პეროს რეზონანსულ ღრუს, როდესაც ოპტიკური სიგნალი აქტიურ ტალღის გამტარ ფენაში გადის, ის გაძლიერდება მოძრაობისას. ამიტომ, ამ ტიპის ოპტიკურ გამაძლიერებელს მოძრავი ტალღის ტიპის ოპტიკური გამაძლიერებელი (TW-SLA) ეწოდება და მისი სტრუქტურა ნაჩვენებია შემდეგ ფიგურაში. რადგან მოძრავი ტალღის ტიპის ოპტიკური გამაძლიერებლის გამტარობა სამი რიგით დიდია ფაბრი-პეროს ტიპის გამაძლიერებელზე და მისი 3dB გამტარობა შეიძლება 10 თერათც-ს აღწევდეს, მას შეუძლია სხვადასხვა სიხშირის ოპტიკური სიგნალების გაძლიერება და წარმოადგენს უაღრესად პერსპექტიულ ოპტიკურ გამაძლიერებელს.

2. სატყუარათი დოპირებული ბოჭკოვანი გამაძლიერებელი: იგი შედგება სამი ნაწილისგან: პირველი არის დოპირებული ბოჭკო, რომლის სიგრძე რამდენიმე მეტრიდან ათეულ მეტრამდე მერყეობს. ეს მინარევები ძირითადად იშვიათმიწა იონებია, რომლებიც ქმნიან ლაზერული აქტივაციის მასალას; მეორე არის ლაზერული ტუმბოს წყარო, რომელიც უზრუნველყოფს შესაბამისი ტალღის სიგრძის ენერგიას დოპირებული იშვიათმიწა იონების აღსაგზნებლად სინათლის გაძლიერების მიზნით. მესამე არის შემაერთებელი, რომელიც საშუალებას აძლევს ტუმბოს სინათლეს და სიგნალის სინათლეს შეერთდეს დოპირებულ ოპტიკურ-ბოჭკოვან აქტივაციის მასალაში. ბოჭკოვანი გამაძლიერებლის მუშაობის პრინციპი ძალიან ჰგავს მყარი მდგომარეობის ლაზერისას. ის იწვევს ნაწილაკების რაოდენობის შებრუნებულ განაწილების მდგომარეობას ლაზერით აქტივირებულ მასალაში და წარმოქმნის სტიმულირებულ გამოსხივებას. ნაწილაკების რაოდენობის ინვერსიული განაწილების სტაბილური მდგომარეობის შესაქმნელად, ოპტიკურ გადასვლაში უნდა იყოს ჩართული ორზე მეტი ენერგეტიკული დონე, როგორც წესი, სამდონიანი და ოთხდონიანი სისტემები, ტუმბოს წყაროდან ენერგიის უწყვეტი მიწოდებით. ენერგიის ეფექტურად მიწოდების მიზნით, ტუმბოს ფოტონის ტალღის სიგრძე უნდა იყოს უფრო მოკლე, ვიდრე ლაზერული ფოტონის ტალღის სიგრძე, ანუ ტუმბოს ფოტონის ენერგია უნდა იყოს მეტი, ვიდრე ლაზერული ფოტონის. გარდა ამისა, რეზონანსული ღრუ დადებით უკუკავშირს წარმოქმნის და ამგვარად, შესაძლებელია ლაზერული გამაძლიერებლის წარმოქმნა.

3. არაწრფივი ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები: როგორც არაწრფივი ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, ასევე ერბიუმის ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები ბოჭკოვანი გამაძლიერებლების კატეგორიას მიეკუთვნება. თუმცა, პირველი იყენებს კვარცის ბოჭკოების არაწრფივ ეფექტს, ხოლო მეორე - ერბიუმით დოპირებულ კვარცის ბოჭკოებს აქტიურ გარემოზე სამოქმედოდ. ჩვეულებრივი კვარცის ოპტიკური ბოჭკოები შესაბამისი ტალღის სიგრძის ძლიერი ტუმბოს სინათლის ზემოქმედებით წარმოქმნიან ძლიერ არაწრფივ ეფექტებს, როგორიცაა სტიმულირებული რამანის გაფანტვა (SRS), სტიმულირებული ბრილუენის გაფანტვა (SBS) და ოთხტალღიანი შერევის ეფექტები. როდესაც სიგნალი გადაიცემა ოპტიკურ ბოჭკოზე ტუმბოს სინათლესთან ერთად, სიგნალის სინათლის გაძლიერება შესაძლებელია. ამრიგად, ისინი ქმნიან ბოჭკოვან რამანის გამაძლიერებლებს (FRA), ბრილუენის გამაძლიერებლებს (FBA) და პარამეტრულ გამაძლიერებლებს, რომლებიც ყველა განაწილებული ბოჭკოვანი გამაძლიერებელია.

რეზიუმე: ყველა ოპტიკური გამაძლიერებლის განვითარების საერთო მიმართულებაა მაღალი გაძლიერება, მაღალი გამომავალი სიმძლავრე და დაბალი ხმაურის მაჩვენებელი.