ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్లు

ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్లు

An ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను విస్తరించే పరికరం. ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో, ఇది ప్రధానంగా ఈ క్రింది పాత్రలను పోషిస్తుంది: 1. ఆప్టికల్ శక్తిని మెరుగుపరచడం మరియు విస్తరించడం. ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిటర్ ముందు భాగంలో ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ఉంచడం ద్వారా, ఫైబర్‌లోకి ప్రవేశించే ఆప్టికల్ శక్తిని పెంచవచ్చు. 2. ఆన్‌లైన్ రిలే యాంప్లిఫికేషన్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లలో ఉన్న రిపీటర్‌లను భర్తీ చేయడం; 3. ప్రీయాంప్లిఫికేషన్: రిసీవింగ్ ఎండ్‌లోని ఫోటోడెటెక్టర్ ముందు, రిసీవింగ్ ఎండ్‌లోని ఫోటోడెటెక్టర్ ముందు, రిసీవింగ్ సెన్సిటివిటీని పెంచడానికి బలహీనమైన లైట్ సిగ్నల్‌ను ప్రీ-యాంప్లిఫై చేస్తారు.

ప్రస్తుతం, ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్‌లో స్వీకరించబడిన ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌లలో ప్రధానంగా ఈ క్రింది రకాలు ఉన్నాయి: 1. సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOA ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్)/సెమీకండక్టర్ లేజర్ యాంప్లిఫైయర్ (SLA ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్); 2. బైట్-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ల వంటి అరుదైన ఎర్త్-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు (EDFA ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్), మొదలైనవి. 3. ఫైబర్ రామన్ యాంప్లిఫైయర్లు వంటి నాన్ లీనియర్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు. వరుసగా కిందివి సంక్షిప్త పరిచయం.

1.సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్లు: వేర్వేరు అప్లికేషన్ పరిస్థితులలో మరియు వేర్వేరు ఎండ్ ఫేస్ రిఫ్లెక్షన్స్‌తో, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు వివిధ రకాల సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలవు. సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క డ్రైవింగ్ కరెంట్ దాని థ్రెషోల్డ్ కంటే తక్కువగా ఉంటే, అంటే, లేజర్ ఉత్పత్తి చేయబడకపోతే, ఈ సమయంలో, ఒక ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ఒక చివరకి ఇన్‌పుట్ చేయబడుతుంది. ఈ ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లేజర్ యొక్క స్పెక్ట్రల్ సెంటర్ దగ్గర ఉన్నంత వరకు, అది విస్తరించబడుతుంది మరియు మరొక చివర నుండి అవుట్‌పుట్ చేయబడుతుంది. ఈ రకమైనసెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్దీనిని ఫాబ్రీ-పెర్రోప్ రకం ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (FP-SLA) అంటారు. లేజర్ థ్రెషోల్డ్ పైన బయాస్ చేయబడితే, ఒక చివర నుండి బలహీనమైన సింగిల్-మోడ్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ఇన్‌పుట్, ఈ ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఈ మల్టీమోడ్ లేజర్ యొక్క స్పెక్ట్రంలో ఉన్నంత వరకు, ఆప్టికల్ సిగ్నల్ విస్తరించబడుతుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట మోడ్‌కు లాక్ చేయబడుతుంది. ఈ రకమైన ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ఇంజెక్షన్-లాక్డ్ టైప్ యాంప్లిఫైయర్ (IL-SLA) అంటారు. సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క రెండు చివరలను మిర్రర్-కోటెడ్ లేదా యాంటీ-రిఫ్లెక్షన్ ఫిల్మ్ పొరతో ఆవిరైపోయి, దాని ఉద్గారతను చాలా చిన్నదిగా చేసి, ఫాబ్రీ-పెర్రో రెసొనెంట్ కుహరాన్ని ఏర్పరచలేకపోతే, ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యాక్టివ్ వేవ్‌గైడ్ పొర గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది ప్రయాణించేటప్పుడు విస్తరించబడుతుంది. అందువల్ల, ఈ రకమైన ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ట్రావెలింగ్ వేవ్ టైప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (TW-SLA) అని పిలుస్తారు మరియు దాని నిర్మాణం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది. ట్రావెలింగ్ వేవ్ టైప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ ఫాబ్రీ-పెరోట్ టైప్ యాంప్లిఫైయర్ కంటే మూడు ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో పెద్దదిగా ఉండటం మరియు దాని 3dB బ్యాండ్‌విడ్త్ 10THzకి ​​చేరుకోగలదు కాబట్టి, ఇది వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీల ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను విస్తరించగలదు మరియు ఇది చాలా ఆశాజనకమైన ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్.

2. బైట్-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్: ఇది మూడు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: మొదటిది డోప్డ్ ఫైబర్, దీని పొడవు అనేక మీటర్ల నుండి పదుల మీటర్ల వరకు ఉంటుంది. ఈ మలినాలు ప్రధానంగా అరుదైన భూమి అయాన్లు, ఇవి లేజర్ యాక్టివేషన్ మెటీరియల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి; రెండవది లేజర్ పంప్ మూలం, ఇది కాంతి విస్తరణను సాధించడానికి డోప్డ్ అరుదైన భూమి అయాన్‌లను ఉత్తేజపరిచేందుకు తగిన తరంగదైర్ఘ్యాల శక్తిని అందిస్తుంది. మూడవది కప్లర్, ఇది పంప్ లైట్ మరియు సిగ్నల్ లైట్‌ను డోప్డ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ యాక్టివేటింగ్ మెటీరియల్‌లోకి జత చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క పని సూత్రం ఘన-స్థితి లేజర్‌కు చాలా పోలి ఉంటుంది. ఇది లేజర్-యాక్టివేటెడ్ పదార్థంలో రివర్స్డ్ పార్టికల్ నంబర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ స్థితిని కలిగిస్తుంది మరియు ఉత్తేజిత రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. స్థిరమైన కణ సంఖ్య విలోమ పంపిణీ స్థితిని సృష్టించడానికి, ఆప్టికల్ పరివర్తనలో రెండు కంటే ఎక్కువ శక్తి స్థాయిలు పాల్గొనాలి, సాధారణంగా మూడు-స్థాయి మరియు నాలుగు-స్థాయి వ్యవస్థలు, పంప్ మూలం నుండి నిరంతర శక్తి సరఫరాతో. శక్తిని సమర్థవంతంగా అందించడానికి, పంప్ ఫోటాన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్ ఫోటాన్ కంటే తక్కువగా ఉండాలి, అంటే, పంప్ ఫోటాన్ యొక్క శక్తి లేజర్ ఫోటాన్ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. ఇంకా, ప్రతిధ్వని కుహరం సానుకూల అభిప్రాయాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు అందువలన లేజర్ యాంప్లిఫైయర్ ఏర్పడుతుంది.

3. నాన్ లీనియర్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు: నాన్ లీనియర్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు మరియు ఎర్బియం ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు రెండూ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్ల వర్గంలోకి వస్తాయి. అయితే, మొదటిది క్వార్ట్జ్ ఫైబర్స్ యొక్క నాన్ లీనియర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, అయితే రెండోది క్రియాశీల మాధ్యమంపై పనిచేయడానికి ఎర్బియం-డోప్డ్ క్వార్ట్జ్ ఫైబర్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణ క్వార్ట్జ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు స్టిమ్యులేటెడ్ రామన్ స్కాటరింగ్ (SRS), స్టిమ్యులేటెడ్ బ్రిల్లౌయిన్ స్కాటరింగ్ (SBS) మరియు ఫోర్-వేవ్ మిక్సింగ్ ఎఫెక్ట్స్ వంటి తగిన తరంగదైర్ఘ్యాల బలమైన పంప్ లైట్ చర్య కింద బలమైన నాన్ లీనియర్ ప్రభావాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. పంప్ లైట్‌తో పాటు ఆప్టికల్ ఫైబర్ వెంట సిగ్నల్ ప్రసారం చేయబడినప్పుడు, సిగ్నల్ లైట్‌ను విస్తరించవచ్చు. అందువలన, అవి ఫైబర్ రామన్ యాంప్లిఫైయర్లు (FRA), బ్రిల్లౌయిన్ యాంప్లిఫైయర్లు (FBA) మరియు పారామెట్రిక్ యాంప్లిఫైయర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవన్నీ పంపిణీ చేయబడిన ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్‌లు.

సారాంశం: అన్ని ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ల యొక్క సాధారణ అభివృద్ధి దిశ అధిక లాభం, అధిక అవుట్‌పుట్ శక్తి మరియు తక్కువ శబ్దం సంఖ్య.