फायबर ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर हा एक प्रकारचा ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर आहे जो ऑप्टिकल फायबरचा वापर करून गेन माध्यम म्हणून वापरतो. सामान्यतः, लाभाचे माध्यम दुर्मिळ पृथ्वी आयनांसह फायबर डोप केलेले असते, जसे की एर्बियम (ईडीएफए, एर्बियम-डोपड फायबर अॅम्प्लीफायर), निओडीमियम, यटरबियम (वायडीएफए), प्रासोडायमियम आणि थ्युलियम. हे सक्रिय डोपेंट्स फायबर-कपल्ड डायोड लेसरसारख्या लेसरच्या प्रकाशाद्वारे पंप केले जातात (ऊर्जा प्रदान केले जातात); बहुतेक प्रकरणांमध्ये, पंप लाइट आणि अॅम्प्लीफाइड सिग्नल लाइट एकाच वेळी फायबर कोरमध्ये प्रवास करतात. एक सामान्य फायबर लेसर हे रमन अॅम्प्लिफायर आहे (खालील आकृती पहा).
आकृती 1: a चे योजनाबद्ध आकृतीसाधे एर्बियम-डोपड फायबर अॅम्प्लिफायर. दोन लेसर डायोड (LDs) एर्बियम-डोपड फायबरला पंप ऊर्जा प्रदान करतात, जे सुमारे 1550 nm तरंगलांबीवर प्रकाश वाढवू शकतात. दोन पोनीटेल-शैलीचे फॅराडे आयसोलेटर बॅक-रिफ्लेक्‍ट प्रकाश वेगळे करतात, त्यामुळे यंत्रावरील त्याचा प्रभाव नाहीसा होतो.
सुरुवातीला, फायबर अॅम्प्लिफायर प्रामुख्याने लांब-अंतराच्या फायबर-ऑप्टिक संप्रेषणासाठी वापरले जात होते, ज्यामध्ये सिग्नल लाइट वेळोवेळी वाढवणे आवश्यक होते. एर्बियम-डोपड फायबर लेसर वापरणे ही एक सामान्य परिस्थिती आहे आणि 1500nm स्पेक्ट्रल प्रदेशात सिग्नल लाइटची शक्ती मध्यम आहे. त्यानंतर इतर महत्त्वाच्या क्षेत्रात फायबर अॅम्प्लिफायरचा वापर करण्यात आला. लेसर मटेरियल प्रोसेसिंगसाठी हाय पॉवर फायबर अॅम्प्लिफायर वापरतात. हे अॅम्प्लीफायर सहसा यटरबियम-डोपड डबल-क्लॅड फायबर वापरते आणि सिग्नल लाइटचा वर्णक्रमीय प्रदेश 1030-1100nm असतो. आउटपुट ऑप्टिकल पॉवर अनेक किलोवॅटपर्यंत पोहोचू शकते.
लहान मोड क्षेत्र आणि लांब फायबर लांबीमुळे, मध्यम पॉवरच्या पंप लाइटच्या कृती अंतर्गत दहापट डीबीचा उच्च लाभ मिळवता येतो, म्हणजेच उच्च लाभ कार्यक्षमता (विशेषत: कमी पॉवरसाठी) मिळवता येते. . डिव्हाइस). जास्तीत जास्त फायदा सहसा ASE द्वारे मर्यादित असतो. फायबरमध्ये पृष्ठभाग-ते-व्हॉल्यूम गुणोत्तर आणि स्थिर सिंगल-मोड ट्रान्समिशन असते, त्यामुळे चांगली आउटपुट पॉवर मिळवता येते आणि आउटपुट प्रकाश हा विवर्तन-मर्यादित बीम असतो, विशेषत: डबल-क्लड फायबर वापरताना. तथापि, उच्च पॉवर फायबर अॅम्प्लिफायर्सना विशेषत: शेवटच्या टप्प्यात फार जास्त फायदा होत नाही, काही प्रमाणात पॉवर कार्यक्षमता घटकांमुळे; त्यानंतर अॅम्प्लीफायर चेन आवश्यक आहे जेणेकरून प्रीम्प बहुतेक लाभ प्रदान करेल आणि शेवटचा टप्पा उच्च पॉवर आउटपुट देईल.
फायबर अॅम्प्लीफायर्सचे लाभ सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर्स (SOAs) पेक्षा बरेच वेगळे आहे. लहान संक्रमण क्रॉस सेक्शन आणि उच्च संपृक्तता उर्जेमुळे, ते सामान्यतः एर्बियम-डोपड कम्युनिकेशन फायबर अॅम्प्लीफायर्समध्ये अनेक दहा mJ आणि मोठ्या मोड क्षेत्रांसह यटरबियम-डोपड अॅम्प्लिफायर्समध्ये शेकडो mJ पर्यंत पोहोचू शकते. म्हणून, फायबर अॅम्प्लिफायरमध्ये भरपूर ऊर्जा (कधीकधी अनेक एमजे) साठवली जाऊ शकते आणि नंतर लहान नाडीद्वारे काढली जाऊ शकते. जेव्हा आउटपुट पल्स ऊर्जा संपृक्तता उर्जेपेक्षा जास्त असते तेव्हाच, संपृक्ततेमुळे होणारी नाडी विकृती गंभीर असते. तुम्ही मोड-लॉक केलेल्या लेसरद्वारे तयार केलेल्या लेसरला वाढवल्यास, संपृक्तता वाढ समान शक्तीने CW लेसर वाढविण्यासारखीच असते.
ही संपृक्तता वैशिष्ट्ये फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशन्ससाठी खूप महत्त्वाची आहेत कारण अर्धसंवाहक ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर्समध्ये आढळणारे कोणतेही इंटरसिंबॉल क्रॉसस्टॉक टाळले जातात.
फायबर अॅम्प्लिफायर्स सहसा मजबूत संतृप्ति प्रदेशात कार्य करतात. अशा प्रकारे, जास्तीत जास्त आउटपुट मिळू शकते, आणि सिग्नल आउटपुट ऑप्टिकल पॉवरवरील पंप लाइटमधील किंचित बदलांचा प्रभाव कमी होईल.
जास्तीत जास्त फायदा सामान्यतः प्रवर्धित उत्स्फूर्त उत्सर्जनावर अवलंबून असतो, पंप ऑप्टिकल पॉवरवर नाही. जेव्हा फायदा 40dB पेक्षा जास्त होतो तेव्हा ते स्वतः प्रकट होते. हाय-गेन अॅम्प्लिफायर्सना परजीवी परावर्तन दूर करणे देखील आवश्यक आहे, जे परजीवी लेसर दोलन निर्माण करू शकतात आणि फायबरचे नुकसान देखील करू शकतात, म्हणून ऑप्टिकल आयसोलेटर सहसा इनपुट आणि आउटपुटमध्ये जोडले जातात.
ASE अॅम्प्लीफायरच्या आवाजाच्या कामगिरीवर मूलभूत मर्यादा प्रदान करते. लो-लॉस फोर-लेव्हल अॅम्प्लिफायरमध्ये, जास्तीचा आवाज सैद्धांतिक मर्यादेपर्यंत पोहोचू शकतो, म्हणजेच, उच्च वाढीवर आवाजाचा आकडा 3dB असतो, जो नेहमीच्या तोट्याच्या अर्ध-तीन-स्तरीय गेन माध्यमातील आवाजापेक्षा मोठा असतो. बॅकवर्ड पंप केलेल्या लेसरमध्ये ASE आणि जास्तीचा आवाज सामान्यतः मोठा असतो.
पंप प्रकाश स्रोत देखील काही आवाज परिचय. हे आवाज थेट लाभ आणि सिग्नल आउटपुट पॉवरवर परिणाम करतात, परंतु जेव्हा आवाजाची वारंवारता वरच्या उर्जा स्थितीच्या जीवनकाळाच्या व्यस्ततेपेक्षा खूप मोठी असते तेव्हा त्याचा कोणताही परिणाम होत नाही. (लेसर-सक्रिय आयन ऊर्जा संचयनासारखेच असतात, उच्च-फ्रिक्वेंसी पॉवर उतार-चढ़ावांचे परिणाम कमी करतात.) पंप पॉवरमधील बदलांमुळे तापमान बदल देखील होतात, जे नंतर फेज त्रुटींमध्ये अनुवादित होतात.
ASE चा वापर कमी टेम्पोरल कॉहेरेन्ससह सुपररेडियंट प्रकाश स्रोत म्हणून केला जाऊ शकतो, जो ऑप्टिकल सुसंगत इमेजिंगमध्ये आवश्यक आहे. एक सुपररेडियंट प्रकाश स्रोत उच्च लाभ फायबर लेसर सारखा असतो.
कॉपीराइट @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - China Fiber Optic Modules, Fiber Coupled Lasers Manufacturers, Laser Components Suppliers सर्व हक्क राखीव.
