कैसे हुआअर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरप्रवर्धन प्राप्त करें?
बड़ी क्षमता वाले ऑप्टिकल फाइबर संचार के युग के आगमन के बाद, ऑप्टिकल प्रवर्धन प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हुई है।ऑप्टिकल एम्पलीफायरोंउत्तेजित विकिरण या उत्तेजित बिखरने के आधार पर इनपुट ऑप्टिकल संकेतों को बढ़ाएं। कार्य सिद्धांत के अनुसार, ऑप्टिकल एम्पलीफायरों को अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों में विभाजित किया जा सकता है (एसओए) औरऑप्टिकल फाइबर एम्पलीफायरों। उनमें से,अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरोंव्यापक रूप से व्यापक लाभ बैंड, अच्छे एकीकरण और व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज के लाभों के आधार पर ऑप्टिकल संचार में उपयोग किया जाता है। वे सक्रिय और निष्क्रिय क्षेत्रों से बने होते हैं, और सक्रिय क्षेत्र लाभ क्षेत्र है। जब प्रकाश संकेत सक्रिय क्षेत्र से होकर गुजरता है, तो यह इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा खो देता है और फोटॉनों के रूप में जमीनी अवस्था में लौटता है, जिसमें प्रकाश संकेत के समान तरंग दैर्ध्य होता है, इस प्रकार प्रकाश संकेत को बढ़ाता है। अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर सेमीकंडक्टर वाहक को ड्राइविंग करंट द्वारा रिवर्स कण में परिवर्तित करता है, इंजेक्शन बीज प्रकाश आयाम को बढ़ाता है, और इंजेक्ट किए गए बीज प्रकाश की बुनियादी भौतिक विशेषताओं को बनाए रखता है जैसे कि ध्रुवीकरण, रेखा की चौड़ाई और आवृत्ति। काम करने वाले करंट की वृद्धि के साथ, आउटपुट ऑप्टिकल पावर भी एक निश्चित कार्यात्मक संबंध में बढ़ता है।
लेकिन यह वृद्धि सीमा के बिना नहीं है, क्योंकि सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरों में एक संतृप्ति घटना है। घटना से पता चलता है कि जब इनपुट ऑप्टिकल पावर स्थिर होती है, तो इंजेक्शन वाहक एकाग्रता की वृद्धि के साथ लाभ बढ़ता है, लेकिन जब इंजेक्शन वाहक एकाग्रता बहुत बड़ी होती है, तो लाभ संतृप्त होगा या यहां तक कि घट जाएगा। जब इंजेक्शन वाहक की एकाग्रता स्थिर होती है, तो इनपुट पावर की वृद्धि के साथ आउटपुट पावर बढ़ जाती है, लेकिन जब इनपुट ऑप्टिकल पावर बहुत बड़ी होती है, तो उत्साहित विकिरण के कारण वाहक की खपत दर बहुत बड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप संतृप्ति या गिरावट होती है। लाभ संतृप्ति घटना का कारण सक्रिय क्षेत्र सामग्री में इलेक्ट्रॉनों और फोटॉन के बीच बातचीत है। क्या फोटॉन लाभ माध्यम या बाहरी फोटॉनों में उत्पन्न होते हैं, जिस दर पर उत्तेजित विकिरण वाहक की खपत करता है, वह उस दर से संबंधित है जिस पर वाहक समय में संबंधित ऊर्जा स्तर पर फिर से भरते हैं। उत्तेजित विकिरण के अलावा, अन्य कारकों द्वारा उपभोग की जाने वाली वाहक दर भी बदल जाती है, जो लाभ की संतृप्ति को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करती है।
चूंकि अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों का सबसे महत्वपूर्ण कार्य रैखिक प्रवर्धन है, मुख्य रूप से प्रवर्धन को प्राप्त करने के लिए, इसे संचार प्रणालियों में पावर एम्पलीफायरों, लाइन एम्पलीफायरों और preamplifiers के रूप में उपयोग किया जा सकता है। संचारित अंत में, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर का उपयोग सिस्टम के संचारण अंत में आउटपुट पावर को बढ़ाने के लिए पावर एम्पलीफायर के रूप में किया जाता है, जो सिस्टम ट्रंक की रिले दूरी को बहुत बढ़ा सकता है। ट्रांसमिशन लाइन में, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर को एक रैखिक रिले एम्पलीफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, ताकि ट्रांसमिशन रीजनरेटिव रिले दूरी को फिर से छलांग और सीमा द्वारा बढ़ाया जा सके। प्राप्त अंत में, अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर को एक preamplifier के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जो रिसीवर की संवेदनशीलता में बहुत सुधार कर सकता है। सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरों की प्राप्त संतृप्ति विशेषताओं से प्रति बिट लाभ पिछले बिट अनुक्रम से संबंधित होने का कारण होगा। छोटे चैनलों के बीच पैटर्न प्रभाव को क्रॉस-गेन मॉड्यूलेशन प्रभाव भी कहा जा सकता है। यह तकनीक कई चैनलों के बीच क्रॉस-गेन मॉड्यूलेशन प्रभाव के सांख्यिकीय औसत का उपयोग करती है और बीम को बनाए रखने के लिए प्रक्रिया में एक मध्यम तीव्रता निरंतर लहर का परिचय देती है, इस प्रकार एम्पलीफायर के कुल लाभ को संपीड़ित करती है। फिर चैनलों के बीच क्रॉस-गेन मॉड्यूलेशन प्रभाव कम हो जाता है।
सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरों में सरल संरचना, आसान एकीकरण होता है, और विभिन्न तरंग दैर्ध्य के ऑप्टिकल संकेतों को बढ़ा सकता है, और विभिन्न प्रकार के लेज़रों के एकीकरण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरों पर आधारित लेजर एकीकरण तकनीक परिपक्व है, लेकिन निम्नलिखित तीन पहलुओं में अभी भी प्रयास किए जाने की आवश्यकता है। एक ऑप्टिकल फाइबर के साथ युग्मन हानि को कम करना है। सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर की मुख्य समस्या यह है कि फाइबर के साथ युग्मन हानि बड़ी है। युग्मन दक्षता में सुधार करने के लिए, एक लेंस को युग्मन प्रणाली में जोड़ा जा सकता है, प्रतिबिंब हानि को कम करने, बीम की समरूपता में सुधार करने और उच्च दक्षता युग्मन को प्राप्त करने के लिए युग्मन प्रणाली में जोड़ा जा सकता है। दूसरा अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों की ध्रुवीकरण संवेदनशीलता को कम करना है। ध्रुवीकरण की विशेषता मुख्य रूप से घटना प्रकाश की ध्रुवीकरण संवेदनशीलता को संदर्भित करती है। यदि अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर को विशेष रूप से संसाधित नहीं किया जाता है, तो लाभ की प्रभावी बैंडविड्थ कम हो जाएगी। क्वांटम अच्छी तरह से संरचना प्रभावी रूप से अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों की स्थिरता में सुधार कर सकती है। अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों की ध्रुवीकरण संवेदनशीलता को कम करने के लिए एक सरल और बेहतर क्वांटम अच्छी तरह से संरचना का अध्ययन करना संभव है। तीसरा एकीकृत प्रक्रिया का अनुकूलन है। वर्तमान में, अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों और लेजर का एकीकरण तकनीकी प्रसंस्करण में बहुत जटिल और बोझिल है, जिसके परिणामस्वरूप ऑप्टिकल सिग्नल ट्रांसमिशन और डिवाइस सम्मिलन हानि में एक बड़ा नुकसान होता है, और लागत बहुत अधिक है। इसलिए, हमें एकीकृत उपकरणों की संरचना को अनुकूलित करने और उपकरणों की सटीकता में सुधार करने का प्रयास करना चाहिए।
ऑप्टिकल संचार प्रौद्योगिकी में, ऑप्टिकल प्रवर्धन प्रौद्योगिकी सहायक प्रौद्योगिकियों में से एक है, और अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हो रही है। वर्तमान में, अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों के प्रदर्शन में बहुत सुधार किया गया है, विशेष रूप से नई पीढ़ी के ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियों जैसे कि तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग या ऑप्टिकल स्विचिंग मोड के विकास में। सूचना उद्योग के विकास के साथ, विभिन्न बैंडों और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त ऑप्टिकल प्रवर्धन प्रौद्योगिकी पेश की जाएगी, और नई प्रौद्योगिकियों के विकास और अनुसंधान को अनिवार्य रूप से अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर तकनीक विकसित और समृद्ध बना रहे हैं।
पोस्ट टाइम: फरवरी -25-2025