Қалайжартылай өткізгішті оптикалық күшейткішкүшейтуге қол жеткізу?
Үлкен сыйымдылықты оптикалық талшықты байланыс дәуірі пайда болғаннан кейін оптикалық күшейту технологиясы қарқынды дамыды.Оптикалық күшейткіштерынталандырылған сәулелену немесе ынталандырылған шашырау негізінде кіріс оптикалық сигналдарды күшейту. Жұмыс принципі бойынша оптикалық күшейткіштерді жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштерге бөлуге болады (SOA) жәнеталшықты оптикалық күшейткіштер. Олардың арасында,жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштеркең күшейту диапазонының, жақсы интеграцияның және кең толқын ұзындығының артықшылықтарының арқасында оптикалық байланыста кеңінен қолданылады. Олар белсенді және пассивті аймақтардан тұрады, ал белсенді аймақ пайда аймағы болып табылады. Жарық сигналы белсенді аймақ арқылы өткенде, ол электрондардың энергиясын жоғалтуына және жарық сигналымен бірдей толқын ұзындығына ие фотондар түріндегі негізгі күйге оралуына әкеледі, осылайша жарық сигналын күшейтеді. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш қозғаушы ток арқылы жартылай өткізгішті тасымалдаушыны кері бөлшекке түрлендіреді, айдалатын тұқымдық жарық амплитудасын күшейтеді және поляризация, сызық ені және жиілік сияқты айдалатын тұқымдық жарықтың негізгі физикалық сипаттамаларын сақтайды. Жұмыс тоғының ұлғаюымен шығыс оптикалық қуаты да белгілі бір функционалдық қатынаста артады.
Бірақ бұл өсу шектеусіз емес, өйткені жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштерде күшейту қанығу құбылысы бар. Бұл құбылыс кіріс оптикалық қуат тұрақты болған кезде күшейткіш айдалатын тасымалдаушы концентрациясының жоғарылауымен өсетінін көрсетеді, бірақ айдалатын тасымалдаушы концентрациясы тым үлкен болғанда күшейту қанығады немесе тіпті төмендейді. Инъекциялық тасымалдағыштың концентрациясы тұрақты болған кезде шығыс қуаты кіріс қуатының артуымен өседі, бірақ кіріс оптикалық қуат тым үлкен болғанда, қоздырылған сәулеленуден туындаған тасымалдағышты тұтыну жылдамдығы тым үлкен, нәтижесінде күшейту қанығуы немесе төмендеуі байқалады. Күшейтудің қанығу құбылысының себебі белсенді аймақ материалындағы электрондар мен фотондар арасындағы әрекеттесу болып табылады. Күшейткіш ортада немесе сыртқы фотондарда пайда болған фотондар болсын, ынталандырылған сәулеленудің тасымалдаушыларды тұтыну жылдамдығы тасымалдаушылардың уақыт бойынша сәйкес энергия деңгейіне толтыру жылдамдығына байланысты. Қоздырылған сәулеленуден басқа, басқа факторлармен тұтынылатын тасымалдаушы жылдамдығы да өзгереді, бұл күшейту қанығуына теріс әсер етеді.
Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің ең маңызды функциясы сызықтық күшейту болғандықтан, негізінен күшейтуге қол жеткізу үшін оны байланыс жүйелерінде қуат күшейткіштері, желілік күшейткіштер және алдын ала күшейткіштер ретінде пайдалануға болады. Таратқыштың соңында жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш жүйенің таратқыш ұшында шығыс қуатын арттыру үшін қуат күшейткіші ретінде пайдаланылады, бұл жүйе магистралінің релелік қашықтығын айтарлықтай арттыруы мүмкін. Беріліс желісінде жартылай өткізгішті оптикалық күшейткішті сызықтық релелік күшейткіш ретінде пайдалануға болады, осылайша беріліс регенеративті реле қашықтығы секірулер мен шектеулер арқылы қайтадан ұзартылуы мүмкін. Қабылдау ұшында жартылай өткізгішті оптикалық күшейткішті алдын ала күшейткіш ретінде пайдалануға болады, ол қабылдағыштың сезімталдығын айтарлықтай жақсартады. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің күшейту қанығу сипаттамалары битке шаққандағы күшейтудің алдыңғы разряд тізбегімен байланысты болуына әкеледі. Кіші арналар арасындағы үлгі эффектісін кросс-күшеу модуляция эффектісі деп те атауға болады. Бұл әдіс бірнеше арналар арасындағы айқаспалы күшейту модуляция әсерінің статистикалық орташа мәнін пайдаланады және сәулені ұстап тұру үшін процеске орташа қарқынды үздіксіз толқынды енгізеді, осылайша күшейткіштің жалпы күшейтуін қысады. Содан кейін арналар арасындағы айқаспалы күшейту модуляциясының әсері төмендейді.
Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштер қарапайым құрылымға ие, оңай интеграцияланады және әртүрлі толқын ұзындығының оптикалық сигналдарын күшейте алады және әртүрлі лазер түрлерін біріктіруде кеңінен қолданылады. Қазіргі уақытта жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштерге негізделген лазерлік біріктіру технологиясы жетілуді жалғастыруда, бірақ әлі де келесі үш аспектіде күш салу қажет. Олардың бірі - оптикалық талшықпен байланыс жоғалуын азайту. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштің негізгі мәселесі талшықпен байланыс жоғалтуының үлкен болуы болып табылады. Іліністің тиімділігін арттыру үшін шағылысу жоғалуын азайту, сәуленің симметриясын жақсарту және жоғары тиімділікпен байланыстыруға қол жеткізу үшін біріктіру жүйесіне линзаны қосуға болады. Екіншісі – жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің поляризациялық сезімталдығын төмендету. Поляризация сипаттамасы негізінен түскен жарықтың поляризациялық сезімталдығына жатады. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш арнайы өңделмеген болса, күшейтудің тиімді өткізу қабілеттілігі төмендейді. Кванттық ұңғыма құрылымы жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің тұрақтылығын тиімді түрде жақсарта алады. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің поляризациялық сезімталдығын төмендету үшін қарапайым және жоғары кванттық ұңғыма құрылымын зерттеуге болады. Үшіншісі – біріктірілген процесті оңтайландыру. Қазіргі уақытта жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштер мен лазерлерді біріктіру техникалық өңдеуде тым күрделі және қолайсыз болып табылады, бұл оптикалық сигнал беруде және құрылғыны енгізуде жоғалтуда үлкен жоғалтуға әкеледі және құны тым жоғары. Сондықтан біз біріктірілген құрылғылардың құрылымын оңтайландыруға және құрылғылардың дәлдігін жақсартуға тырысуымыз керек.
Оптикалық байланыс технологиясында оптикалық күшейту технологиясы қолдаушы технологиялардың бірі болып табылады, ал жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш технологиясы қарқынды дамып келеді. Қазіргі уақытта жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің өнімділігі айтарлықтай жақсарды, әсіресе толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу немесе оптикалық коммутация режимдері сияқты жаңа буын оптикалық технологияларды әзірлеуде. Ақпараттық индустрияның дамуымен әртүрлі жолақтарға және әртүрлі қолданбаларға қолайлы оптикалық күшейту технологиясы енгізіледі, ал жаңа технологияларды әзірлеу және зерттеу жартылай өткізгіш оптикалық күшейткіш технологиясын сөзсіз дамытып, өркендетуге мәжбүр етеді.
Жіберу уақыты: 25 ақпан 2025 ж