தொழில்முறை அறிவு

ஃபைபர் ஆப்டிகல் பெருக்கி

2022-09-13

ஃபைபர் ஆப்டிகல் பெருக்கி என்பது ஆப்டிகல் ஃபைபரை ஆதாய ஊடகமாகப் பயன்படுத்தும் ஒரு வகையான ஆப்டிகல் பெருக்கி ஆகும். பொதுவாக, எர்பியம் (EDFA, Erbium-Doped Fiber Amplifier), neodymium, Ytterbium (YDFA), praseodymium மற்றும் thulium போன்ற அரிதான பூமி அயனிகளுடன் கூடிய ஃபைபர் டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் ஆகும். இந்த செயலில் உள்ள டோபண்டுகள், ஃபைபர்-கபுள்ட் டையோடு லேசர் போன்ற லேசரின் ஒளியால் (ஆற்றலுடன் வழங்கப்படுகின்றன) உந்தப்படுகின்றன; பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், பம்ப் லைட் மற்றும் பெருக்கப்பட்ட சிக்னல் லைட் ஃபைபர் மையத்தில் ஒரே நேரத்தில் பயணிக்கின்றன. ஒரு பொதுவான ஃபைபர் லேசர் ஒரு ராமன் பெருக்கி (கீழே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்).


படம் 1: a இன் திட்ட வரைபடம்எளிய எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி. இரண்டு லேசர் டையோட்கள் (எல்டிகள்) எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபருக்கு பம்ப் ஆற்றலை வழங்குகின்றன, இது சுமார் 1550 என்எம் அலைநீளத்தில் ஒளியைப் பெருக்கும். இரண்டு போனிடெயில் பாணி ஃபாரடே தனிமைப்படுத்திகள் பின்-பிரதிபலித்த ஒளியை தனிமைப்படுத்துகின்றன, இதனால் சாதனத்தில் அதன் விளைவை நீக்குகிறது.
ஆரம்பத்தில், ஃபைபர் பெருக்கிகள் முக்கியமாக நீண்ட தூர ஃபைபர்-ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புக்கு பயன்படுத்தப்பட்டன, இதில் சமிக்ஞை ஒளி அவ்வப்போது பெருக்கப்பட வேண்டும். ஒரு பொதுவான சூழ்நிலையானது எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் லேசரைப் பயன்படுத்துவதாகும், மேலும் 1500nm ஸ்பெக்ட்ரல் பகுதியில் சமிக்ஞை ஒளியின் சக்தி மிதமானது. பின்னர், பிற முக்கிய துறைகளில் ஃபைபர் பெருக்கிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. லேசர் பொருள் செயலாக்கத்திற்கு உயர் சக்தி ஃபைபர் பெருக்கிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த பெருக்கி பொதுவாக ytterbium-doped double-clod fibre ஐப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் சமிக்ஞை ஒளியின் நிறமாலை பகுதி 1030-1100nm ஆகும். வெளியீட்டு ஒளியியல் சக்தி பல கிலோவாட்களை எட்டும்.
சிறிய பயன்முறை பரப்பு மற்றும் நீண்ட ஃபைபர் நீளம் காரணமாக, நடுத்தர சக்தியின் பம்ப் லைட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ் பல்லாயிரக்கணக்கான dB இன் உயர் ஆதாயத்தைப் பெறலாம், அதாவது, அதிக ஆதாய செயல்திறனை (குறிப்பாக குறைந்த சக்திக்கு) பெறலாம். . சாதனம்). அதிகபட்ச ஆதாயம் பொதுவாக ASE ஆல் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஃபைபர் ஒரு பெரிய மேற்பரப்பு-க்கு-தொகுதி விகிதம் மற்றும் நிலையான ஒற்றை-முறை பரிமாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது, எனவே நல்ல வெளியீட்டு சக்தியை அடைய முடியும், மேலும் வெளியீட்டு ஒளியானது டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன்-லிமிடெட் பீம் ஆகும், குறிப்பாக இரட்டை உடையணிந்த இழைகளைப் பயன்படுத்தும் போது. இருப்பினும், உயர் ஆற்றல் ஃபைபர் பெருக்கிகள் பொதுவாக கடைசி கட்டத்தில் மிக அதிக ஆதாயத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை, ஒரு பகுதியாக ஆற்றல் திறன் காரணிகளால்; பின்னர் ஒரு பெருக்கி சங்கிலி தேவைப்படுகிறது, இதனால் ப்ரீஆம்ப் பெரும்பாலான ஆதாயத்தை வழங்குகிறது மற்றும் கடைசி நிலை அதிக சக்தி வெளியீட்டை அளிக்கிறது.
ஃபைபர் பெருக்கிகளின் ஆதாய செறிவு செமிகண்டக்டர் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளிலிருந்து (SOAs) முற்றிலும் வேறுபட்டது. சிறிய மாறுதல் குறுக்குவெட்டு மற்றும் அதிக செறிவூட்டல் ஆற்றல் காரணமாக, இது பொதுவாக எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட கம்யூனிகேஷன் ஃபைபர் பெருக்கிகளில் பல பத்து mJ ஐ அடையலாம், மேலும் பெரிய பயன்முறை பகுதிகளைக் கொண்ட ytterbium-டோப் செய்யப்பட்ட பெருக்கிகளில் நூற்றுக்கணக்கான mJ ஐ அடையலாம். எனவே, நிறைய ஆற்றலை (சில நேரங்களில் பல mJ) ஃபைபர் பெருக்கியில் சேமித்து, பின்னர் ஒரு குறுகிய துடிப்பு மூலம் பிரித்தெடுக்க முடியும். செறிவூட்டல் ஆற்றலை விட வெளியீட்டு துடிப்பு ஆற்றல் அதிகமாக இருக்கும்போது மட்டுமே, செறிவூட்டலால் ஏற்படும் துடிப்பு சிதைவு தீவிரமானது. மோட்-லாக் செய்யப்பட்ட லேசரால் உற்பத்தி செய்யப்படும் லேசரை நீங்கள் பெருக்கினால், அதே சக்தியில் CW லேசரைப் பெருக்குவது போலவே செறிவூட்டல் ஆதாயமும் இருக்கும்.
ஃபைபர் ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளுக்கு இந்த செறிவூட்டல் பண்புகள் மிகவும் முக்கியமானவை, ஏனெனில் செமிகண்டக்டர் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளில் ஏற்படும் எந்த இடைச் சின்னக் குறுக்குவழியும் தவிர்க்கப்படுகிறது.
ஃபைபர் பெருக்கிகள் பொதுவாக வலுவான செறிவூட்டல் பகுதியில் வேலை செய்கின்றன. இந்த வழியில், அதிகபட்ச வெளியீட்டைப் பெறலாம், மேலும் சிக்னல் வெளியீட்டு ஆப்டிகல் சக்தியில் பம்ப் லைட்டில் சிறிய மாற்றங்களின் விளைவு குறைக்கப்படும்.
அதிகபட்ச ஆதாயம் பொதுவாக பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சையான உமிழ்வைச் சார்ந்தது, பம்ப் ஆப்டிகல் பவர் அல்ல. ஆதாயம் 40dB ஐ தாண்டும்போது அது தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது. உயர்-ஆதாய பெருக்கிகள் ஒட்டுண்ணி பிரதிபலிப்புகளை அகற்ற வேண்டும், இது ஒட்டுண்ணி லேசர் அலைவுகளை உருவாக்கலாம் மற்றும் ஃபைபரை சேதப்படுத்தலாம், எனவே ஆப்டிகல் தனிமைப்படுத்திகள் பொதுவாக உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டில் சேர்க்கப்படுகின்றன.
ASE ஆனது பெருக்கி இரைச்சல் செயல்திறனில் ஒரு அடிப்படை வரம்பை வழங்குகிறது. குறைந்த இழப்பு நான்கு-நிலை பெருக்கிகளில், அதிகப்படியான இரைச்சல் கோட்பாட்டு வரம்பை அடையலாம், அதாவது, இரைச்சல் எண்ணிக்கை அதிக லாபத்தில் 3dB ஆகும், இது வழக்கமான இழப்புள்ள அரை-மூன்று-நிலை ஆதாய ஊடகத்தில் உள்ள சத்தத்தை விட பெரியது. பின்தங்கிய உந்தப்பட்ட லேசர்களில் ASE மற்றும் அதிகப்படியான சத்தம் பொதுவாக பெரியதாக இருக்கும்.
பம்ப் ஒளி மூலமும் சில சத்தத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது. இந்த சத்தங்கள் ஆதாயம் மற்றும் சமிக்ஞை வெளியீட்டு சக்தியை நேரடியாக பாதிக்கின்றன, ஆனால் இரைச்சல் அதிர்வெண் மேல் ஆற்றல் நிலை வாழ்நாளின் தலைகீழ் விட அதிகமாக இருக்கும் போது எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது. (லேசர்-செயலில் உள்ள அயனிகள் ஆற்றல் சேமிப்புக்கு ஒத்தவை, அதிக அதிர்வெண் சக்தி ஏற்ற இறக்கங்களின் விளைவுகளை குறைக்கின்றன.) பம்ப் சக்தியில் ஏற்படும் மாற்றங்களும் வெப்பநிலை மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகின்றன, பின்னர் அது கட்டப் பிழைகளாக மொழிபெயர்க்கப்படுகிறது.
ஆப்டிகல் கோஹரென்ட் இமேஜிங்கில் தேவைப்படும் குறைந்த தற்காலிக ஒத்திசைவுடன் ASE தன்னை ஒரு சூப்பர் ரேடியன்ட் ஒளி மூலமாகப் பயன்படுத்தலாம். ஒரு உயர் கதிர் ஒளி மூலமானது அதிக லாபம் தரும் ஃபைபர் லேசரைப் போன்றது.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept