Оптикалық талшықты байланыс саласындағы оптикалық күшейткіштер
An оптикалық күшейткішоптикалық сигналдарды күшейтетін құрылғы. Оптикалық талшықты байланыс саласында ол негізінен келесі рөлдерді атқарады: 1. Оптикалық қуатты күшейту және күшейту. Оптикалық күшейткішті оптикалық таратқыштың алдыңғы ұшына орналастыру арқылы талшыққа кіретін оптикалық қуатты арттыруға болады. 2. Оптикалық талшықты байланыс жүйелеріндегі қолданыстағы қайталағыштарды ауыстыру арқылы релелік күшейту; 3. Алдын ала күшейту: Қабылдау жағындағы фотодетектор алдында әлсіз жарық сигналы қабылдау сезімталдығын арттыру үшін алдын ала күшейтіледі.
Қазіргі уақытта оптикалық талшықты байланыста қолданылатын оптикалық күшейткіштер негізінен келесі түрлерді қамтиды: 1. Жартылай өткізгіш оптикалық күшейткіш (SOA оптикалық күшейткіші)/Жартылай өткізгіш лазерлік күшейткіш (SLA оптикалық күшейткіші); 2. Сирек кездесетін жер элементтерімен легирленген талшықты күшейткіштер, мысалы, жеммен легирленген талшықты күшейткіштер (EDFA оптикалық күшейткіші), т.б. 3. Сызықтық емес талшықты күшейткіштер, мысалы, талшықты Раман күшейткіштері және т.б. Төменде қысқаша кіріспе берілген.
1. Жартылай өткізгіш оптикалық күшейткіштер: Әртүрлі қолдану жағдайларында және әр түрлі шағылысу шегінде жартылай өткізгіш лазерлер әртүрлі жартылай өткізгіш оптикалық күшейткіштерді шығара алады. Егер жартылай өткізгіш лазердің қозғаушы тогы оның шегінен төмен болса, яғни лазер жасалмаса, бұл кезде бір ұшына оптикалық сигнал енгізіледі. Бұл оптикалық сигналдың жиілігі лазердің спектрлік орталығына жақын болғанша, ол күшейтіліп, екінші ұшынан шығарылады. Бұл түріжартылай өткізгіш оптикалық күшейткішФабри-Перроп типті оптикалық күшейткіш (FP-SLA) деп аталады. Егер лазер шекті мәннен жоғары бағытталған болса, бір ұшынан әлсіз бір режимді оптикалық сигнал кірісі, егер бұл оптикалық сигналдың жиілігі осы көп режимді лазердің спектрінде болса, оптикалық сигнал күшейтіліп, белгілі бір режимге бекітіледі. Оптикалық күшейткіштің бұл түрі инъекциямен бекітілген күшейткіш (IL-SLA) деп аталады. Егер жартылай өткізгіш лазердің екі ұшы айнамен қапталған немесе шағылыстыруға қарсы пленка қабатымен буландырылған болса, оның сәулелену қабілеті өте аз болып, Фабри-Перроу резонанстық қуысын түзе алмаса, оптикалық сигнал белсенді толқын өткізгіш қабатынан өткенде, ол қозғалу кезінде күшейтіледі. Сондықтан, оптикалық күшейткіштің бұл түрі қозғалатын толқын типті оптикалық күшейткіш (TW-SLA) деп аталады және оның құрылымы келесі суретте көрсетілген. Қозғалмалы толқын типті оптикалық күшейткіштің өткізу қабілеті Фабри-Перо типті күшейткіштің өткізу қабілетінен үш есе үлкен болғандықтан және оның 3 дБ өткізу қабілеті 10 ТГц-ке жетуі мүмкін болғандықтан, ол әртүрлі жиіліктегі оптикалық сигналдарды күшейте алады және өте перспективалы оптикалық күшейткіш болып табылады.
2. Жеммен легирленген талшықты күшейткіш: Ол үш бөліктен тұрады: Біріншісі - ұзындығы бірнеше метрден ондаған метрге дейінгі легирленген талшық. Бұл қоспалар негізінен лазерлік активация материалын құрайтын сирек кездесетін жер иондары; Екіншісі - жарықтың күшеюіне қол жеткізу үшін легирленген сирек кездесетін жер иондарын қоздыру үшін тиісті толқын ұзындықтарындағы энергияны беретін лазерлік сорғы көзі. Үшіншісі - сорғы жарығы мен сигнал жарығының легирленген оптикалық талшықты белсендіретін материалға қосылуына мүмкіндік беретін муфта. Талшықты күшейткіштің жұмыс принципі қатты денелі лазердің жұмыс принципіне өте ұқсас. Ол лазермен белсендірілген материал ішінде кері бөлшектер санының таралу күйін тудырады және ынталандырылған сәулеленуді тудырады. Тұрақты бөлшектер санының инверсиялық таралу күйін жасау үшін оптикалық ауысуға екіден астам энергия деңгейі қатысуы керек, әдетте үш деңгейлі және төрт деңгейлі жүйелер, сорғы көзінен үздіксіз энергиямен қамтамасыз етіледі. Энергияны тиімді қамтамасыз ету үшін сорғы фотонының толқын ұзындығы лазер фотонының толқын ұзындығынан қысқа болуы керек, яғни сорғы фотонының энергиясы лазер фотонының энергиясынан үлкен болуы керек. Сонымен қатар, резонанстық қуыс оң кері байланыс түзеді, осылайша лазерлік күшейткішті жасауға болады.
3. Сызықтық емес талшықты күшейткіштер: Сызықтық емес талшықты күшейткіштер де, эрбий талшықты күшейткіштер де талшықты күшейткіштер санатына жатады. Дегенмен, біріншісі кварц талшықтарының сызықтық емес әсерін пайдаланады, ал екіншісі белсенді ортаға әсер ету үшін эрбиймен легирленген кварц талшықтарын пайдаланады. Кәдімгі кварц оптикалық талшықтары тиісті толқын ұзындықтарындағы күшті сорғы жарығының әсерінен күшті сызықтық емес әсерлер тудырады, мысалы, стимуляцияланған Раман шашырау (SRS), стимуляцияланған Бриллюэн шашырау (SBS) және төрт толқынды араластыру әсерлері. Сигнал оптикалық талшық бойымен сорғы жарығымен бірге берілгенде, сигнал жарығын күшейтуге болады. Осылайша, олар талшықты Раман күшейткіштерін (FRA), Бриллюэн күшейткіштерін (FBA) және параметрлік күшейткіштерді құрайды, олардың барлығы таратылған талшықты күшейткіштер болып табылады.
Қысқаша мазмұны: Барлық оптикалық күшейткіштердің ортақ даму бағыты - жоғары күшейту, жоғары шығыс қуаты және төмен шу көрсеткіші.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 8 мамыр