Оптикалық талшықты байланыс саласындағы оптикалық күшейткіштер
An оптикалық күшейткішоптикалық сигналдарды күшейтетін құрылғы болып табылады. Оптикалық талшықты байланыс саласында ол негізінен келесі рөлдерді атқарады: 1. Оптикалық қуатты күшейту және күшейту. Оптикалық күшейткішті оптикалық таратқыштың алдыңғы ұшына қою арқылы талшыққа түсетін оптикалық қуатты арттыруға болады. 2. Оптикалық талшықты байланыс жүйелеріндегі бар қайталағыштарды алмастыратын онлайн релелік күшейту; 3. Алдын ала күшейту: қабылдау ұшындағы фотодетектор алдында әлсіз жарық сигналы қабылдау сезімталдығын арттыру үшін алдын ала күшейтіледі.
Қазіргі уақытта талшықты оптикалық байланыста қабылданған оптикалық күшейткіштер негізінен келесі түрлерді қамтиды: 1. Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш (SOA оптикалық күшейткіш)/Жартылай өткізгіш лазерлік күшейткіш (SLA Optical amplifier); 2. Сирек қоспаланған талшықты күшейткіштер, мысалы, қоспаланған талшықты күшейткіштер (EDFA оптикалық күшейткіш), т.б. 3. Талшықты Raman күшейткіштері сияқты сызықты емес талшықты күшейткіштер және т.б. Төменде сәйкесінше қысқаша кіріспе берілген.
1.Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштер: Әр түрлі қолдану жағдайларында және әр түрлі шеткі шағылысуымен жартылай өткізгіш лазерлер жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіштердің әртүрлі түрлерін шығара алады. Егер жартылай өткізгішті лазердің қозғаушы тогы оның табалдырығынан төмен болса, яғни лазер түзілмесе, осы уақытта оптикалық сигнал бір ұшына енгізіледі. Бұл оптикалық сигналдың жиілігі лазердің спектрлік орталығына жақын болғанша, ол күшейтіліп, екінші ұшынан шығарылады. Бұл түріжартылай өткізгішті оптикалық күшейткішFabry-Perrop типті оптикалық күшейткіш (FP-SLA) деп аталады. Егер лазер табалдырықтан жоғары қиғаш болса, бір шетінен әлсіз бір режимді оптикалық сигнал кірісі, осы оптикалық сигналдың жиілігі осы мультимодалы лазердің спектрінде болғанша, оптикалық сигнал күшейтіледі және белгілі бір режимге бекітіледі. Оптикалық күшейткіштің бұл түрі инжекциялық құлыпталған түрдегі күшейткіш (IL-SLA) деп аталады. Жартылай өткізгішті лазердің екі ұшы айнамен қапталған немесе шағылысуға қарсы пленка қабатымен буланған болса, оның сәуле шығару қабілеті өте аз және Фабри-Перроу резонанстық қуысын құра алмайтын болса, оптикалық сигнал белсенді толқын өткізгіш қабат арқылы өткенде, ол қозғалыс кезінде күшейеді. Сондықтан оптикалық күшейткіштің бұл түрі жылжымалы толқындық типті оптикалық күшейткіш (TW-SLA) деп аталады және оның құрылымы келесі суретте көрсетілген. Жылжымалы толқын түріндегі оптикалық күшейткіштің өткізу қабілеттілігі Fabry-Perot типті күшейткішінен үш рет үлкен болғандықтан және оның 3дБ өткізу қабілеті 10 ТГц жетуі мүмкін, ол әртүрлі жиіліктегі оптикалық сигналдарды күшейте алады және өте перспективалы оптикалық күшейткіш болып табылады.
2. Жеміс қоспасы бар талшықты күшейткіш: Ол үш бөліктен тұрады: Біріншісі - ұзындығы бірнеше метрден ондаған метрге дейін болатын қоспаланған талшық. Бұл қоспалар негізінен лазерлік белсендіру материалын құрайтын сирек жер иондары; Екіншісі - жарықтың күшеюіне жету үшін легирленген сирек жер иондарын қоздыру үшін тиісті толқын ұзындығының энергиясын қамтамасыз ететін лазерлік сорғы көзі. Үшіншісі - сорғы жарығы мен сигнал жарығы легирленген оптикалық талшықты белсендіретін материалға қосылуға мүмкіндік беретін қосқыш. Талшықты күшейткіштің жұмыс принципі қатты күйдегі лазерге өте ұқсас. Ол лазермен белсендірілген материалда кері бөлшектер санының таралу күйін тудырады және ынталандырылған сәулеленуді тудырады. Бөлшектер санының инверсиясының тұрақты таралу күйін жасау үшін сорғы көзінен энергияны үздіксіз берумен, әдетте үш деңгейлі және төрт деңгейлі жүйелерде оптикалық ауысуға екіден көп энергия деңгейі қатысуы керек. Энергияны тиімді қамтамасыз ету үшін сорғы фотонының толқын ұзындығы лазерлік фотоннан қысқа болуы керек, яғни сорғы фотонының энергиясы лазер фотонынан үлкен болуы керек. Сонымен қатар, резонанстық қуыс оң кері байланыс жасайды, осылайша лазерлік күшейткіш пайда болуы мүмкін.
3. Сызықты емес талшықты күшейткіштер: сызықты емес талшықты күшейткіштер де, эрбиум талшықты күшейткіштері де талшықты күшейткіштер санатына жатады. Дегенмен, біріншісі кварц талшықтарының сызықты емес әсерін пайдаланады, ал екіншісі белсенді ортада әрекет ету үшін эрбий қосылған кварц талшықтарын пайдаланады. Кәдімгі кварцты оптикалық талшықтар ынталандырылған Раман шашырауы (SRS), ынталандырылған Brillouin шашырауы (SBS) және төрт толқынды араластыру әсерлері сияқты сәйкес толқын ұзындықтарының күшті сорғы жарығы әсерінен күшті сызықтық емес әсерлер жасайды. Сигнал оптикалық талшық бойымен сорғы жарығымен бірге жіберілген кезде сигнал жарығын күшейтуге болады. Осылайша, олар талшықты Raman күшейткіштерін (FRA), Brillouin күшейткіштерін (FBA) және параметрлік күшейткіштерді құрайды, олардың барлығы бөлінген талшықты күшейткіштер.
Қысқаша мазмұны: Барлық оптикалық күшейткіштердің жалпы даму бағыты жоғары күшейту, жоғары шығыс қуаты және төмен шу көрсеткіші болып табылады.
Хабарлама уақыты: 08 мамыр 2025 ж