optical fiber ဆက်သွယ်ရေးနယ်ပယ်ရှိ optical amplifier များ
An အလင်းအမှောင် ချဲ့စက်သည် optical signal များကို ချဲ့ထွင်ပေးသော ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ optical fiber ဆက်သွယ်ရေးနယ်ပယ်တွင်၊ ၎င်းသည် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါအခန်းကဏ္ဍများတွင် ပါဝင်သည်- ၁။ optical power ကို မြှင့်တင်ခြင်းနှင့် ချဲ့ထွင်ခြင်း။ optical amplifier ကို optical transmitter ၏ ရှေ့ဘက်တွင် ထားရှိခြင်းဖြင့် fiber ထဲသို့ ဝင်ရောက်သော optical power ကို တိုးမြှင့်နိုင်သည်။ ၂။ optical fiber ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် ရှိပြီးသား Repeater များကို အစားထိုးခြင်း၊ Online relay amplification၊ ၃။ Preamplification: လက်ခံရရှိသည့်ဘက်ရှိ photodetector မတိုင်မီ၊ အားနည်းသော light signal ကို လက်ခံရရှိသည့် sensitivity ကို မြှင့်တင်ရန် pre-amplified လုပ်ထားသည်။
လက်ရှိတွင် Optical fiber ဆက်သွယ်ရေးတွင် အသုံးပြုထားသော Optical amplifier များတွင် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါအမျိုးအစားများ ပါဝင်သည်- ၁။ Semiconductor optical amplifier (SOA အလင်းအမှောင်ချဲ့စက်)/တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း လေဆာ အသံချဲ့စက် (SLA Optical အသံချဲ့စက်); ၂။ ရှားပါးမြေကြီးအရောအနှောပါဝင်သော ဖိုက်ဘာ အသံချဲ့စက်များ၊ ဥပမာ- ငါးစာအရောအနှောပါဝင်သော ဖိုက်ဘာ အသံချဲ့စက်များ (EDFA အလင်းတန်းချဲ့စက်) စသည်တို့ ၃။ ဖိုက်ဘာ Raman ချဲ့စက်များ စသည်တို့ကဲ့သို့သော Nonlinear fiber amplifiers များ။ အောက်ပါအတိုင်း အသီးသီး အကျဉ်းချုပ် မိတ်ဆက်ပါသည်။
၁။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းချဲ့စက်များ- ကွဲပြားသော အသုံးချမှုအခြေအနေများနှင့် ကွဲပြားသော အဆုံးမျက်နှာပြင် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုအောက်တွင်၊ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း လေဆာများသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းချဲ့စက် အမျိုးအစား အမျိုးမျိုးကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း လေဆာ၏ မောင်းနှင်အားသည် ၎င်း၏ ကန့်သတ်ချက်ထက် နိမ့်ပါက၊ ဆိုလိုသည်မှာ မည်သည့်လေဆာမျှ မထုတ်လုပ်ပါက၊ ဤအချိန်တွင်၊ တစ်ဖက်စွန်းသို့ အလင်းအချက်ပြမှုကို ထည့်သွင်းသည်။ ဤအလင်းအချက်ပြမှု၏ ကြိမ်နှုန်းသည် လေဆာ၏ ရောင်စဉ်ဗဟိုအနီးတွင် ရှိနေသရွေ့၊ ၎င်းကို ချဲ့ထွင်ပြီး အခြားတစ်ဖက်စွန်းမှ ထုတ်လွှတ်မည်ဖြစ်သည်။ ဤအမျိုးအစားတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းအမှောင် ချဲ့စက်Fabry-Perrop အမျိုးအစား optical amplifier (FP-SLA) ဟုခေါ်သည်။ လေဆာသည် threshold အထက်တွင် biased ဖြစ်နေပါက၊ တစ်ဖက်မှ အားနည်းသော single-mode optical signal input ကို ဤ optical signal ၏ frequency သည် ဤ multimode laser ၏ spectrum အတွင်း ရှိနေသရွေ့၊ optical signal ကို ချဲ့ထွင်ပြီး သတ်မှတ်ထားသော mode သို့ lock လုပ်မည်ဖြစ်သည်။ ဤ optical amplifier အမျိုးအစားကို injection-locked type amplifier (IL-SLA) ဟုခေါ်သည်။ semiconductor laser ၏ နှစ်ဖက်စလုံးကို mirror-coated သို့မဟုတ် anti-reflection film အလွှာဖြင့် evaporate လုပ်ထားပြီး ၎င်း၏ emissivity ကို အလွန်သေးငယ်စေပြီး Fabry-Perrow resonant cavity မဖွဲ့စည်းနိုင်ပါက၊ optical signal သည် active waveguide layer မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ၊ ခရီးသွားနေစဉ် ချဲ့ထွင်မည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဤ optical amplifier အမျိုးအစားကို traveling wave type optical amplifier (TW-SLA) ဟုခေါ်ပြီး ၎င်း၏ဖွဲ့စည်းပုံကို အောက်ပါပုံတွင် ပြသထားသည်။ ခရီးသွားလှိုင်းအမျိုးအစား optical amplifier ၏ bandwidth သည် Fabry-Perot အမျိုးအစား amplifier ထက် အဆသုံးဆပိုကြီးပြီး ၎င်း၏ 3dB bandwidth သည် 10THz အထိရောက်ရှိနိုင်သောကြောင့် ၎င်းသည် ကြိမ်နှုန်းအမျိုးမျိုး၏ optical signal များကို ချဲ့ထွင်နိုင်ပြီး အလွန်အလားအလာကောင်းသော optical amplifier တစ်ခုဖြစ်သည်။
၂။ အစာကျွေးထားသော ဖိုက်ဘာ အသံချဲ့စက်- ၎င်းတွင် အပိုင်းသုံးပိုင်းပါဝင်သည်- ပထမတစ်ခုမှာ မီတာအနည်းငယ်မှ မီတာဆယ်ဂဏန်းအထိ အရှည်ရှိသော အသံသွင်းထားသော ဖိုက်ဘာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤမသန့်စင်မှုများသည် အဓိကအားဖြင့် လေဆာ အသက်သွင်းပစ္စည်းကို ဖွဲ့စည်းပေးသော ရှားပါးဒြပ်စင်အိုင်းယွန်းများဖြစ်သည်။ ဒုတိယတစ်ခုမှာ အလင်းကို ချဲ့ထွင်ရန်အတွက် အသံသွင်းထားသော ရှားပါးဒြပ်စင်အိုင်းယွန်းများကို လှုံ့ဆော်ရန် သင့်လျော်သော လှိုင်းအလျားများ၏ စွမ်းအင်ကို ပေးစွမ်းသည့် လေဆာပန့်ရင်းမြစ်ဖြစ်သည်။ တတိယမှာ ပန့်အလင်းနှင့် အချက်ပြအလင်းကို အသံသွင်းထားသော ဖိုက်ဘာ အသက်သွင်းပစ္စည်းနှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်စေသည့် ချိတ်ဆက်ကိရိယာဖြစ်သည်။ ဖိုက်ဘာ အသံချဲ့စက်၏ အလုပ်လုပ်ပုံနိယာမသည် solid-state လေဆာနှင့် အလွန်ဆင်တူသည်။ ၎င်းသည် လေဆာ အသက်သွင်းပစ္စည်းအတွင်း ပြောင်းပြန်အမှုန်အရေအတွက် ဖြန့်ဖြူးမှုအခြေအနေကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး လှုံ့ဆော်ပေးသော ရောင်ခြည်ကို ထုတ်ပေးသည်။ တည်ငြိမ်သော အမှုန်အရေအတွက် ပြောင်းပြန်အမှုန်အရေအတွက် ဖြန့်ဖြူးမှုအခြေအနေကို ဖန်တီးရန်အတွက်၊ ပုံမှန်အားဖြင့် အဆင့်သုံးဆင့်နှင့် အဆင့်လေးဆင့်စနစ်များပါဝင်သော optical transition တွင် စွမ်းအင်အဆင့်နှစ်ခုထက်ပို၍ ပါဝင်သင့်ပြီး ပန့်ရင်းမြစ်မှ စွမ်းအင်ကို စဉ်ဆက်မပြတ် ထောက်ပံ့ပေးသင့်သည်။ စွမ်းအင်ကို ထိရောက်စွာ ထောက်ပံ့ပေးရန်အတွက် ပန့်ဖိုတွန်၏ လှိုင်းအလျားသည် လေဆာဖိုတွန်ထက် ပိုတိုသင့်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ပန့်ဖိုတွန်၏ စွမ်းအင်သည် လေဆာဖိုတွန်ထက် ပိုများသင့်သည်။ ထို့အပြင်၊ ပဲ့တင်ထပ်နေသော အခေါင်းပေါက်သည် အပြုသဘောဆောင်သော တုံ့ပြန်ချက်ကို ဖန်တီးပေးသောကြောင့် လေဆာ အသံချဲ့စက်ကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။
၃။ Nonlinear fiber amplifiers: nonlinear fiber amplifiers နှင့် erbium fiber amplifiers နှစ်မျိုးလုံးသည် fiber amplifiers အမျိုးအစားအောက်တွင် ပါဝင်သည်။ သို့သော်၊ ရှေ့တစ်ခုသည် quartz fibers များ၏ nonlinear effect ကို အသုံးပြုပြီး နောက်တစ်ခုသည် erbium-doped quartz fibers များကို အသုံးပြု၍ active media ပေါ်တွင် လုပ်ဆောင်သည်။ သာမန် quartz optical fibers များသည် stimulated Raman scattering (SRS)၊ stimulated Brillouin scattering (SBS) နှင့် four-wave mixing effects ကဲ့သို့သော သင့်လျော်သော wavelengths များ၏ အားကောင်းသော pump light ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် အားကောင်းသော nonlinear effects များကို ထုတ်ပေးလိမ့်မည်။ pump light နှင့်အတူ optical fiber တစ်လျှောက် signal ကို ပို့လွှတ်သောအခါ၊ signal light ကို amplified လုပ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် fiber Raman amplifiers (FRA)၊ Brillouin amplifiers (FBA) နှင့် parametric amplifiers များကို ဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎င်းတို့အားလုံးသည် distributed fiber amplifiers များဖြစ်သည်။
အနှစ်ချုပ်- optical amplifier အားလုံး၏ ဘုံဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု ဦးတည်ချက်မှာ မြင့်မားသော gain၊ မြင့်မားသော output power နှင့် low noise figure တို့ဖြစ်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ မေလ ၈ ရက်