ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທາງແສງໃນຂົງເຂດການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ

ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທາງແສງໃນຂົງເຂດການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ

An ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແບບ opticalເປັນອຸປະກອນທີ່ຂະຫຍາຍສັນຍານແສງ. ໃນຂົງເຂດການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ, ມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີບົດບາດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: 1. ເສີມສ້າງ ແລະ ຂະຫຍາຍພະລັງງານແສງ. ໂດຍການວາງເຄື່ອງຂະຫຍາຍແສງໄວ້ທາງໜ້າຂອງເຄື່ອງສົ່ງແສງ, ພະລັງງານແສງທີ່ເຂົ້າສູ່ເສັ້ນໄຍສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້. 2. ການຂະຫຍາຍການສົ່ງຕໍ່ອອນໄລນ໌, ແທນທີ່ເຄື່ອງຣີເພເຕີທີ່ມີຢູ່ໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ; 3. ການຂະຫຍາຍສັນຍານລ່ວງໜ້າ: ກ່ອນທີ່ເຄື່ອງກວດຈັບແສງຢູ່ປາຍຮັບ, ສັນຍານແສງອ່ອນຈະຖືກຂະຫຍາຍສັນຍານລ່ວງໜ້າເພື່ອເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວໃນການຮັບ.

ໃນປະຈຸບັນ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງທີ່ນຳໃຊ້ໃນການສື່ສານດ້ວຍເສັ້ນໄຍແສງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີປະເພດຕໍ່ໄປນີ້: 1. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງແບບເຄິ່ງຕົວນຳ (ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ Optical SOA)/ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ (ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແສງ SLA); 2. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງເສັ້ນໄຍທີ່ມີທາດແຮ່ທີ່ຫາຍາກ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງເສັ້ນໄຍທີ່ມີທາດເຫຍື່ອ (ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ EDFA Optical), ແລະອື່ນໆ. 3. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ Raman, ແລະອື່ນໆ. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນການແນະນຳໂດຍຫຍໍ້ຕາມລຳດັບ.

1. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍແສງແບບເຄິ່ງຕົວນຳ: ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ມີການສະທ້ອນແສງຂອງໜ້າສຸດທ້າຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳສາມາດຜະລິດເຄື່ອງຂະຫຍາຍແສງແບບເຄິ່ງຕົວນຳໄດ້ຫຼາຍປະເພດ. ຖ້າກະແສໄຟຟ້າຂັບເຄື່ອນຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳຕ່ຳກວ່າຂອບເຂດຂອງມັນ, ນັ້ນຄື, ບໍ່ມີເລເຊີຖືກສ້າງຂຶ້ນ, ໃນເວລານີ້, ສັນຍານແສງຈະຖືກປ້ອນເຂົ້າປາຍດ້ານໜຶ່ງ. ຕາບໃດທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານແສງນີ້ຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດໃຈກາງຂອງເລເຊີ, ມັນຈະຖືກຂະຫຍາຍ ແລະ ສົ່ງອອກມາຈາກປາຍອີກດ້ານໜຶ່ງ. ປະເພດນີ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແສງເຄິ່ງຕົວນຳເອີ້ນວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງແບບ Fabry-Perrop (FP-SLA). ຖ້າເລເຊີມີຄວາມລຳອຽງສູງກວ່າຂອບເຂດ, ສັນຍານແສງແບບໂໝດດຽວທີ່ອ່ອນແອຈະເຂົ້າມາຈາກປາຍດ້ານໜຶ່ງ, ຕາບໃດທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານແສງນີ້ຢູ່ໃນສະເປກຕຣຳຂອງເລເຊີຫຼາຍໂໝດນີ້, ສັນຍານແສງຈະຖືກຂະຫຍາຍ ແລະ ລັອກໄວ້ໃນຮູບແບບທີ່ແນ່ນອນ. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງປະເພດນີ້ເອີ້ນວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແບບລັອກການສີດ (IL-SLA). ຖ້າສອງສົ້ນຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳຖືກເຄືອບດ້ວຍກະຈົກ ຫຼື ລະເຫີຍດ້ວຍຊັ້ນຂອງຟິມຕ້ານການສະທ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ການປ່ອຍແສງຂອງມັນນ້ອຍຫຼາຍ ແລະ ບໍ່ສາມາດສ້າງຊ່ອງສະທ້ອນຂອງ Fabry-Perrow ໄດ້, ເມື່ອສັນຍານແສງຜ່ານຊັ້ນທໍ່ນຳຄື້ນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ມັນຈະຖືກຂະຫຍາຍໃນຂະນະທີ່ເດີນທາງ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງປະເພດນີ້ເອີ້ນວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງແບບຄື້ນເດີນທາງ (TW-SLA), ແລະໂຄງສ້າງຂອງມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້. ເນື່ອງຈາກແບນວິດຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງປະເພດຄື້ນເຄື່ອນທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງປະເພດ Fabry-Perot ເຖິງສາມລຳດັບ, ແລະແບນວິດ 3dB ຂອງມັນສາມາດບັນລຸ 10THz, ມັນສາມາດຂະຫຍາຍສັນຍານແສງຂອງຄວາມຖີ່ຕ່າງໆ ແລະ ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງທີ່ມີຄວາມຫວັງສູງ.

2. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງເຫຍື່ອ: ມັນປະກອບດ້ວຍສາມສ່ວນຄື: ສ່ວນທຳອິດແມ່ນເສັ້ນໄຍທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງເຫຍື່ອທີ່ມີຄວາມຍາວຕັ້ງແຕ່ຫຼາຍແມັດຫາຫຼາຍສິບແມັດ. ສິ່ງເຈືອປົນເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໄອອອນທີ່ຫາຍາກ, ເຊິ່ງປະກອບເປັນວັດສະດຸກະຕຸ້ນເລເຊີ; ສ່ວນທີສອງແມ່ນແຫຼ່ງປໍ້າເລເຊີ, ເຊິ່ງສະໜອງພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ເໝາະສົມເພື່ອກະຕຸ້ນໄອອອນທີ່ຫາຍາກທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງເຫຍື່ອເພື່ອໃຫ້ສາມາດຂະຫຍາຍແສງໄດ້. ສ່ວນທີສາມແມ່ນຕົວເຊື່ອມຕໍ່, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ແສງປໍ້າ ແລະ ໄຟສັນຍານສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ກັບວັດສະດຸກະຕຸ້ນເສັ້ນໄຍແສງທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງເຫຍື່ອ. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບເລເຊີສະຖານະແຂງ. ມັນເຮັດໃຫ້ເກີດສະຖານະການແຈກຢາຍຈຳນວນອະນຸພາກທີ່ປີ້ນກັບກັນພາຍໃນວັດສະດຸກະຕຸ້ນດ້ວຍເລເຊີ ແລະ ສ້າງລັງສີທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ. ເພື່ອສ້າງສະຖານະການແຈກຢາຍການປີ້ນກັບກັນຂອງຈຳນວນອະນຸພາກທີ່ໝັ້ນຄົງ, ຄວນມີລະດັບພະລັງງານຫຼາຍກວ່າສອງລະດັບໃນການປ່ຽນແປງທາງແສງ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນລະບົບສາມລະດັບ ແລະ ສີ່ລະດັບ, ດ້ວຍການສະໜອງພະລັງງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈາກແຫຼ່ງປໍ້າ. ເພື່ອສະໜອງພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງໂຟຕອນປໍ້າຄວນຈະສັ້ນກວ່າໂຟຕອນເລເຊີ, ນັ້ນຄື, ພະລັງງານຂອງໂຟຕອນປໍ້າຄວນຈະໃຫຍ່ກວ່າໂຟຕອນເລເຊີ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຊ່ອງສຽງສະທ້ອນສ້າງຜົນຕອບຮັບໃນທາງບວກ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດສ້າງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງເລເຊີໄດ້.

3. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່: ທັງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ erbium ຕົກຢູ່ໃນໝວດໝູ່ຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອັນກ່ອນໜ້ານີ້ໃຊ້ຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຂອງເສັ້ນໄຍ quartz, ໃນຂະນະທີ່ອັນຫຼັງໃຊ້ເສັ້ນໄຍ quartz ທີ່ເສີມດ້ວຍ erbium ເພື່ອປະຕິບັດໜ້າທີ່ໃນສື່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ. ເສັ້ນໄຍ optical quartz ທຳມະດາຈະສ້າງຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທີ່ເຂັ້ມແຂງພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງແສງປັ໊ມທີ່ແຂງແຮງຂອງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ເໝາະສົມ, ເຊັ່ນ: ການກະແຈກກະຈາຍ Raman ທີ່ກະຕຸ້ນ (SRS), ການກະແຈກກະຈາຍ Brillouin ທີ່ກະຕຸ້ນ (SBS), ແລະ ຜົນກະທົບການປະສົມສີ່ຄື້ນ. ເມື່ອສັນຍານຖືກສົ່ງຜ່ານເສັ້ນໄຍ optical ພ້ອມກັບແສງປັ໊ມ, ແສງສັນຍານສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນປະກອບເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ Raman (FRA), ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານ Brillouin (FBA), ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານ parametric, ເຊິ່ງທັງໝົດແມ່ນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍແບບກະຈາຍ.

ສະຫຼຸບ: ທິດທາງການພັດທະນາທົ່ວໄປຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທາງແສງທັງໝົດແມ່ນອັດຕາກຳໄລສູງ, ພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງ, ແລະ ຕົວເລກສຽງລົບກວນຕ່ຳ.