ऑप्टिकल स्विच पर आधारित फाइबर ऑप्टिक विलंब लाइन

फाइबर ऑप्टिक विलंब रेखा का सिद्धांत

ऑल-ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग में, ऑप्टिकल फाइबर सिग्नल विलंब, विस्तार, व्यतिकरण आदि कार्यों को पूरा कर सकता है। इन कार्यों के उचित अनुप्रयोग से ऑल-ऑप्टिकल क्षेत्र में सूचना प्रसंस्करण को साकार किया जा सकता है। इनमें से, ऑप्टिकल फाइबर के विलंब फ़ंक्शन को फाइबर ऑप्टिक विलंब लाइन में बदला जा सकता है। साधारण सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर का उदाहरण लेते हुए, जब 1550nm की कार्यशील तरंगदैर्ध्य वाले ऑप्टिकल सिग्नल का संचरण किया जाता है, तो 200 मीटर के संचरण में 1μs का विलंब प्राप्त किया जा सकता है, और इसके साथ होने वाली इंसर्शन हानि केवल 0.04dB होती है। तुलनात्मक रूप से, पारंपरिक माइक्रोवेव विलंब लाइन के कारण होने वाली इंसर्शन हानि दर्जनों dB होती है, जबकि ऑप्टिकल फाइबर विलंब लाइन इंसर्शन हानि को लगभग 2 गुना कम कर देती है, जिससे फाइबर ऑप्टिक विलंब लाइन की प्रतिस्पर्धात्मकता में उल्लेखनीय सुधार होता है। इसके अलावा, फाइबरऑप्टिक विलंब रेखाछोटे आकार, हल्के वजन, उच्च विलंब बैंडविड्थ उत्पाद और मजबूत विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप-रोधी क्षमता जैसी विशेषताओं के कारण, ऑप्टिकल फाइबर विलंब लाइनें माइक्रोवेव विलंब लाइनों की एक मजबूत प्रतिस्पर्धी बन गई हैं और कई क्षेत्रों में माइक्रोवेव विलंब लाइनों को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकती हैं। पारंपरिक माइक्रोवेव विलंब लाइन की तुलना में, ऑप्टिकल फाइबर विलंब लाइन में उच्च समय बैंडविड्थ उत्पाद होता है, जो दर्शाता है कि सिस्टम में आवृत्ति मापन का अच्छा रिज़ॉल्यूशन, उच्च संवेदनशीलता और उच्च सिग्नल अवरोधन क्षमता है, और विलंब लाइनों जैसे उच्च रिज़ॉल्यूशन रडार सिस्टम की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। FDL की परिचालन आवृत्ति बहुत अधिक होती है, जो 100GHz से भी अधिक हो सकती है, जबकि सतह ध्वनिक तरंग विलंब लाइन की परिचालन आवृत्ति सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ और CCD विलंब लाइन की परिचालन आवृत्ति दसियों मेगाहर्ट्ज़ होती है। भविष्य में संचार रडार और अन्य सिस्टम उच्च आवृत्ति बैंड की ओर अग्रसर होंगे, ऐसे में FDL को महत्वपूर्ण लाभ मिलता है। इसके अतिरिक्त, फाइबर विलंब लाइन की एक विशेषता यह भी है कि इकाई विलंब हानि आवृत्ति से स्वतंत्र होती है। इन फाइबर ऑप्टिक विलंब लाइनों के अद्वितीय लाभ निस्संदेह सिग्नल प्रोसेसिंग में इसकी क्षमता को सिद्ध करते हैं।

फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन का अनुप्रयोग

फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन (FDL) का मूल कार्य सिग्नल को विलंबित करना है, जिससे विलंब का उपयोग करके ऑल-ऑप्टिकल स्टोरेज और शिफ्ट इक्वालिटी का कार्य प्राप्त किया जा सकता है। इसका उपयोग फेज्ड ऐरे रडार, ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली, ऑप्टिकल कंप्यूटर प्रणाली और इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेजर में व्यापक रूप से होता है। फेज्ड ऐरे रडार में, फेज्ड ऐरे एंटीना मुख्य घटक होता है। फेज्ड ऐरे एंटीना का मुख्य कार्य संश्लेषित बीम के पैटर्न फ़ंक्शन को बदलना है, जिससे एंटीना बीम के आकार में परिवर्तन और बीम की तीव्र स्कैनिंग प्राप्त की जा सके। यह कार्य एंटीना इकाई में सिग्नल की आयाम और चरण जानकारी को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है, इसलिए डिले लाइन एक अनिवार्य भाग है। माइक्रोवेव डिले लाइन की तुलना में, FDL की बैंडविड्थ अधिक होती है और बीम टिल्ट की समस्या नहीं होती है। ऑप्टिकली नियंत्रित फेज्ड ऐरे एंटीना में, FDL माइक्रोवेव सिग्नल के सटीक चरण आवंटन और नियंत्रण को प्राप्त कर सकता है और इको सिग्नल के संबंधित शोर को दूर कर सकता है, इसलिए फेज्ड ऐरे एंटीना में FDL सबसे अच्छा विकल्प हो सकता है। रडार लक्ष्य सिम्युलेटर में, FDL का उपयोग विभिन्न दूरियों के सिग्नलों को अनुकरण करने के लिए किया जाता है। आधुनिक रडार सिस्टम के रडार टारगेट सिम्युलेटर की आवश्यकताओं, जैसे उच्च आवृत्ति बैंड, तीव्र टारगेट स्विचिंग गति और लंबी टारगेट सिमुलेशन दूरी, को देखते हुए, पारंपरिक डिले लाइनें रडार सिस्टम की आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ रही हैं, इसलिए फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन ही एकमात्र उपयुक्त डिले लाइन बन गई है। इसके अतिरिक्त, ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली में, FDL सिग्नल कोडिंग और कैशिंग का कार्य भी कर सकती है। संक्षेप में, यह देखा जा सकता है कि फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन के कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग और अपरिहार्य स्थिति है, इसलिए उच्च-प्रदर्शन फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन का अध्ययन अनुप्रयोग के लिए बहुत वैज्ञानिक महत्व रखता है।माइक्रोवेव फोटॉन प्रौद्योगिकी.

फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन का डिजाइन

ऑप्टिकल स्विच पर आधारित फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन, ऑप्टिकल स्विच के माध्यम से अलग-अलग समय विलंब प्राप्त करने के लिए विभिन्न ऑप्टिकल पथों का चयन करती है। इस प्रकार की योजना का मूल सिद्धांत ऑप्टिकल पथ को बदलकर अलग-अलग विलंब प्राप्त करना है। यह एक विशिष्ट असतत फाइबर ऑप्टिक डिले लाइन है, और इसकी विशिष्ट संरचना चित्र में दिखाई गई है।

 

मॉड्यूलेटेड ऑप्टिकल सिग्नल को ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रसारित करने के बाद, ऑप्टिकल स्विच ऐरे द्वारा संबंधित विलंब उत्पन्न करने वाले ऑप्टिकल पथ का चयन किया जाता है, और ऑप्टिकल स्विच को चालू करके और अन्य ऑप्टिकल स्विचों को बंद रखकर आवश्यक विलंब प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रकार की ऑप्टिकल फाइबर विलंब लाइन का लाभ यह है कि इससे अधिक विलंब प्राप्त किया जा सकता है, इसे बनाने की विधि सरल है, और विभिन्न ऑप्टिकल स्विचों के चयन के अनुसार इसकी विशेषताएं भिन्न होती हैं।