Amplifier Snáithín Optúil

Is cineál aimplitheoir optúil é Fiber Optúil Amplifier a úsáideann snáithín optúil mar mheán gnóthachain. Go hiondúil, is é an meán gnóthachain ná snáithín dópáilte le hiain tearc-chré, mar shampla eirbiam (EDFA, Amplifier Snáithín Dópáilte Erbium), neodimiam, ytterbium (YDFA), praseodimiam agus tulium. Déantar na dopants gníomhacha seo a phumpáil (a chuirtear ar fáil le fuinneamh) ag solas ó léasair, mar léasair dé-óid snáithín-chúpláilte; i bhformhór na gcásanna, tá an solas caidéil agus an solas comhartha aimplithe ag taisteal go comhuaineach sa chroí snáithín. Is aimplitheoir Raman é léasair snáithín tipiciúil (féach an figiúr thíos).

Fíor 1: Léaráid scéimreach de aaimplitheoir snáithín simplí dópáilte erbium. Soláthraíonn dhá dhé-óid léasair (LDs) fuinneamh caidéil don snáithín dópáilte erbium, ar féidir leo solas a mhéadú ag tonnfhaid timpeall 1550 nm. Déanann dhá aonraitheoir Faraday ar stíl ponytail aon solas a léirítear ar ais, rud a chuireann deireadh lena éifeacht ar an bhfeiste.
Ar dtús, baineadh úsáid as aimplitheoirí snáithíní go príomha le haghaidh cumarsáide snáthoptaice fad-achair, inar gá an solas comhartha a aimpliú go tréimhsiúil. Is é an staid tipiciúil ná léasair snáithín erbium-dopáilte a úsáid, agus tá cumhacht an tsolais comhartha sa réigiún speictreach 1500nm measartha. Ina dhiaidh sin, baineadh úsáid as aimplitheoirí snáithíní i réimsí tábhachtacha eile. Úsáidtear aimplitheoirí snáithíní ardchumhachta le haghaidh próiseála ábhar léasair. De ghnáth úsáideann an aimplitheoir seo snáithín dúbailte-dopáilte ytterbium, agus is é 1030-1100nm réigiún speictreach an tsolais chomhartha. Is féidir leis an gcumhacht optúil aschuir roinnt cileavata a bhaint amach.
Mar gheall ar an limistéar modh beag agus fad snáithín fada, is féidir gnóthachan ard de na deich dB a fháil faoi ghníomh an tsolais caidéil meánchumhachta, is é sin le rá, is féidir éifeachtacht ghnóthachan ard (go háirithe le haghaidh ísealchumhachta) a fháil. . gléas). Is gnách go mbíonn an gnóthachan uasta teoranta ag ASE. Tá cóimheas mór dromchla-go-toirte ag an snáithín agus tarchur cobhsaí aonmhód, agus mar sin is féidir cumhacht aschuir maith a bhaint amach, agus tá an solas aschuir ina bhíoma teoranta díraonta, go háirithe nuair a bhíonn snáithíní clúdaithe dúbailte á n-úsáid. Mar sin féin, de ghnáth ní bhíonn gnóthachan an-ard ag aimplitheoirí snáithíní ardchumhachta sa chéim dheireanach, go páirteach mar gheall ar fhachtóirí éifeachtúlachta cumhachta; tá gá le slabhra amplifier ansin ionas go soláthraíonn an preamp an chuid is mó den ghnóthachan agus tugann an chéim dheireanach aschur ardchumhachta.
Tá sáithiúchán gnóthachain na n-aimplitheoirí snáithíní an-difriúil ó sháithiú na n-aimplitheoirí optúla leathsheoltóra (SOAanna). Mar gheall ar an trasghearradh aistrithe beag agus fuinneamh sáithiúcháin ard, is féidir leis na mílte mJ a bhaint amach de ghnáth in aimplitheoirí snáithíní cumarsáide dópáilte erbium, agus na céadta mJ in aimplitheoirí ytterbium-dopáilte le réimsí mód móra. Mar sin, is féidir go leor fuinnimh (uaireanta roinnt mJ) a stóráil san aimplitheoir snáithín agus ansin a bhaintear as cuisle gearr. Ach amháin nuair a bhíonn an fuinneamh cuisle aschuir níos airde ná an fuinneamh saturation, tá an saobhadh cuisle de bharr sáithiúcháin tromchúiseach. Má aimplíonn tú an léasair a tháirgtear le léasair modh-ghlas, tá an gnóthachan sáithiúcháin mar an gcéanna le léasair CW a aimpliú ag an gcumhacht chéanna.
Tá na tréithe saturation seo an-tábhachtach do chumarsáid snáthoptaice toisc go seachnaítear aon crosstalk intersymbol, a tharlaíonn in aimplitheoirí optúla leathsheoltóra.
De ghnáth oibríonn aimplitheoirí snáithíní sa réigiún sáithithe láidir. Ar an mbealach seo, is féidir an t-aschur uasta a fháil, agus laghdófar éifeacht na n-athruithe beaga ar an solas caidéil ar chumhacht optúil aschuir an chomhartha.
Braitheann an gnóthachan uasta de ghnáth ar an astaíocht spontáineach aimplithe, ní ar chumhacht optúil an chaidéil. Léirítear é nuair a sháraíonn an gnóthachan 40dB. Ní mór do aimplitheoirí ard-ghnóthachain freisin fáil réidh le machnaimh seadánacha, ar féidir leo ascaluithe léasair seadánacha a ghiniúint agus fiú damáiste a dhéanamh don snáithín, agus mar sin de ghnáth cuirtear aonraitheoirí optúla ag an ionchur agus aschuir.
Soláthraíonn ASE teorainn bhunúsach ar fheidhmíocht torainn amplifier. I aimplitheoirí ceithre leibhéal íseal-chaillteanas, is féidir leis an torann iomarcacha an teorainn theoiriciúil a bhaint amach, is é sin, is é 3dB an figiúr torainn ag gnóthachan ard, atá níos mó ná an torann sa ghnáth-mheán gnóthachain leath-trí leibhéal lossy. Go ginearálta bíonn ASE agus barraíocht torainn níos mó i léasair pumpáilte siar.
Tugann foinse solais an chaidéil isteach roinnt torann freisin. Bíonn tionchar díreach ag na torainn seo ar ghnóthachan agus ar chumhacht aschuir comhartha, ach níl aon éifeacht acu nuair a bhíonn an minicíocht torainn i bhfad níos mó ná inbhéartach shaolré an stáit fuinnimh uachtarach. (Tá hiain léasair-ghníomhacha cosúil le stóráil fuinnimh, ag laghdú éifeachtaí luaineachtaí cumhachta ard-minicíochta.) Tá athruithe teochta ina chúis le hathruithe ar chumhacht caidéil freisin, rud a aistríonn earráidí céime.
Is féidir ASE féin a úsáid mar fhoinse solais superradiant le comhleanúnachas íseal ama, atá ag teastáil in íomháú optúil comhleanúnach. Tá foinse solais superradiant cosúil le léasair snáithín gnóthachan ard.