Օպտիկական ուժեղացուցիչներ օպտիկական մանրաթելային կապի ոլորտում

Օպտիկական ուժեղացուցիչներ օպտիկական մանրաթելային կապի ոլորտում

An օպտիկական ուժեղացուցիչՕպտիկական ազդանշանները ուժեղացնող սարք է: Օպտիկական մանրաթելային կապի ոլորտում այն ​​հիմնականում կատարում է հետևյալ դերերը՝ 1. Օպտիկական հզորության ուժեղացում և ամրացում: Օպտիկական ուժեղացուցիչը օպտիկական հաղորդչի առջևի ծայրում տեղադրելով՝ կարելի է մեծացնել մանրաթել մտնող օպտիկական հզորությունը: 2. Օնլայն ռելեային ուժեղացում, որը փոխարինում է օպտիկական մանրաթելային կապի համակարգերում առկա կրկնիչներին: 3. Նախաուժեղացում. ընդունող ծայրում գտնվող լուսադետեկտորից առաջ թույլ լույսի ազդանշանը նախապես ուժեղացվում է՝ ընդունող զգայունությունը բարձրացնելու համար:

Ներկայումս օպտիկական մանրաթելային կապի մեջ օգտագործվող օպտիկական ուժեղացուցիչները հիմնականում ներառում են հետևյալ տեսակները՝ 1. Կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչ (SOA օպտիկական ուժեղացուցիչ)/Կիսահաղորդչային լազերային ուժեղացուցիչ (SLA օպտիկական ուժեղացուցիչ); 2. Հազվագյուտ հողային միացություններով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչներ, ինչպիսիք են խայծով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչները (EDFA օպտիկական ուժեղացուցիչ), և այլն: 3. Ոչ գծային մանրաթելային ուժեղացուցիչներ, ինչպիսիք են մանրաթելային Ռամանի ուժեղացուցիչները և այլն: Ստորև ներկայացված է համառոտ ներածություն:

1. Կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչներ. Տարբեր կիրառման պայմաններում և տարբեր ծայրային անդրադարձման դեպքում, կիսահաղորդչային լազերները կարող են արտադրել տարբեր տեսակի կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչներ: Եթե կիսահաղորդչային լազերի շարժիչ հոսանքը ցածր է իր շեմից, այսինքն՝ լազեր չի առաջանում, այդ պահին օպտիկական ազդանշան է մուտքագրվում մեկ ծայրին: Քանի դեռ այս օպտիկական ազդանշանի հաճախականությունը մոտ է լազերի սպեկտրալ կենտրոնին, այն կուժեղացվի և կարտածվի մյուս ծայրից: Այս տեսակիկիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչկոչվում է Ֆաբրի-Պերոու տիպի օպտիկական ուժեղացուցիչ (FP-SLA): Եթե լազերը շեղված է շեմից վեր, թույլ միառեժիմ օպտիկական ազդանշանը մուտքագրվում է մեկ ծայրից, քանի դեռ այս օպտիկական ազդանշանի հաճախականությունը գտնվում է այս բազմամոդ լազերի սպեկտրի սահմաններում, օպտիկական ազդանշանը կուժեղացվի և կֆիքսվի որոշակի ռեժիմի վրա: Այս տեսակի օպտիկական ուժեղացուցիչը կոչվում է ներարկային ֆիքսված տիպի ուժեղացուցիչ (IL-SLA): Եթե կիսահաղորդչային լազերի երկու ծայրերը հայելային ծածկույթով կամ գոլորշիացված են հակաանդրադարձային թաղանթի շերտով, ինչը նրա ճառագայթման ունակությունը դարձնում է շատ փոքր և չի կարողանում ձևավորել Ֆաբրի-Պերոուի ռեզոնանսային խոռոչ, երբ օպտիկական ազդանշանը անցնում է ակտիվ ալիքատար շերտով, այն կուժեղացվի շարժման ընթացքում: Հետևաբար, այս տեսակի օպտիկական ուժեղացուցիչը կոչվում է շարժվող ալիքային տիպի օպտիկական ուժեղացուցիչ (TW-SLA), և դրա կառուցվածքը ներկայացված է հետևյալ նկարում: Քանի որ ճանապարհորդող ալիքային տիպի օպտիկական ուժեղացուցիչի թողունակությունը երեք կարգով մեծ է Ֆաբրի-Պերո տիպի ուժեղացուցիչից, իսկ դրա 3dB թողունակությունը կարող է հասնել 10THz-ի, այն կարող է ուժեղացնել տարբեր հաճախականությունների օպտիկական ազդանշաններ և հանդիսանում է բարձր հեռանկարային օպտիկական ուժեղացուցիչ։

2. Խայծով լեգիրված մանրաթելային ուժեղացուցիչ. Այն բաղկացած է երեք մասից. Առաջինը լեգիրված մանրաթել է՝ մի քանի մետրից մինչև տասնյակ մետր երկարությամբ: Այս խառնուրդները հիմնականում հազվագյուտ հողային իոններ են, որոնք կազմում են լազերային ակտիվացման նյութը. Երկրորդը լազերային պոմպի աղբյուրն է, որը ապահովում է համապատասխան ալիքի երկարության էներգիա՝ լեգիրված հազվագյուտ հողային իոնները գրգռելու համար՝ լույսի ուժեղացմանը հասնելու համար: Երրորդը միացնողն է, որը թույլ է տալիս պոմպային լույսին և ազդանշանային լույսին միանալ լեգիրված օպտիկական մանրաթելային ակտիվացնող նյութին: Մանրաթելային ուժեղացուցիչի աշխատանքային սկզբունքը շատ նման է պինդ վիճակի լազերի սկզբունքին: Այն առաջացնում է մասնիկների թվի հակադարձ բաշխման վիճակ լազերային ակտիվացված նյութի ներսում և առաջացնում է խթանված ճառագայթում: Կայուն մասնիկների թվի ինվերսիայի բաշխման վիճակ ստեղծելու համար օպտիկական անցման մեջ պետք է ներգրավված լինեն երկուից ավելի էներգետիկ մակարդակներ, սովորաբար եռաստիճան և չորսաստիճան համակարգեր՝ պոմպային աղբյուրից էներգիայի անընդհատ մատակարարմամբ: Էներգիա արդյունավետորեն ապահովելու համար պոմպային ֆոտոնի ալիքի երկարությունը պետք է լինի լազերային ֆոտոնի ալիքի երկարությունից կարճ, այսինքն՝ պոմպային ֆոտոնի էներգիան պետք է լինի լազերային ֆոտոնի էներգիանից մեծ: Ավելին, ռեզոնանսային խոռոչը ձևավորում է դրական հետադարձ կապ, և այդպիսով կարող է ձևավորվել լազերային ուժեղացուցիչ։

3. Ոչ գծային մանրաթելային ուժեղացուցիչներ. Թե՛ ոչ գծային մանրաթելային ուժեղացուցիչները, թե՛ էրբիումային մանրաթելային ուժեղացուցիչները դասվում են մանրաթելային ուժեղացուցիչների կատեգորիայի մեջ: Այնուամենայնիվ, առաջինը օգտագործում է քվարցային մանրաթելերի ոչ գծային ազդեցությունը, մինչդեռ երկրորդը օգտագործում է էրբիումով լեգիրված քվարցային մանրաթելեր՝ ակտիվ միջավայրի վրա ազդելու համար: Սովորական քվարցային օպտիկական մանրաթելերը կստեղծեն ուժեղ ոչ գծային էֆեկտներ համապատասխան ալիքի երկարության ուժեղ պոմպային լույսի ազդեցության տակ, ինչպիսիք են խթանված Ռամանի ցրումը (SRS), խթանված Բրիլուենի ցրումը (SBS) և չորսալիք խառնման էֆեկտները: Երբ ազդանշանը փոխանցվում է օպտիկական մանրաթելի երկայնքով պոմպային լույսի հետ միասին, ազդանշանային լույսը կարող է ուժեղացվել: Այսպիսով, դրանք կազմում են մանրաթելային Ռամանի ուժեղացուցիչներ (FRA), Բրիլուենի ուժեղացուցիչներ (FBA) և պարամետրիկ ուժեղացուցիչներ, որոնք բոլորն էլ բաշխված մանրաթելային ուժեղացուցիչներ են:

Ամփոփում. Բոլոր օպտիկական ուժեղացուցիչների ընդհանուր զարգացման ուղղությունը բարձր ուժեղացումն է, բարձր ելքային հզորությունը և ցածր աղմուկը։