Талшықты -Оптикалық күшейткiштер және лазерлер

5.8.1.

Талшықты күшейткiштер

Жаңа спектрлiк диапазондар ақпаратты тарату үшiн қолданылады, (WDN ) спектрлiк мультипликациясы байланыс желiсiнің бойымен сигналдың толық жиынтық жылдамдығын жоғарылатуға мүмкiндiк бередi. Дегенмен, қашықтыққа сигналдардың берiлуiн, (WAN ) тән және оптикалық күшейткiш магистральды желілері қажет. Кең көлемді эрбиевты күшейткiш (EDFA ) спектрінің диапазондары С және L пайдалануға мүмкiндiк береді.

Талшықты оптикалық күшейткiш функционалдық сұлбасы 5.19-шы суретте көрсетiлген.

Күшейткiштiң сәулеленуін негiзiн (авс ) белсендi талшықты өткiзгiштiк құрайды. Қоспаның рөлiнде 1, 55 мкм толқын ұзындығы үшiн жарық өткiзгiштiң (Er ) эрби, ұзындығын ондаған микрометрлердi құрайды. Талшықты өсiретiн ортаның қасиетi алу үшiн,тарту қуаттылық лазері қолданылады. Толқын ұзындығымен күшейтiлетiн сигналы және тартуды толқын ұзындығымен лазердiң сәулеленуi МП мультиплексорда бiрiгедi және оптикалық талшыққа бағытталады.

Сурет 5.19

Талшықты оптикалық күшейткiштi сұлбасы

Оптикалық талшықта сигналдың қуатының үлғаюы болады. Негiзгi сигналдың (90%) бөлiгi шығудағы Ф сүзгi арқылы өтедi. Сүзгi пайдалы күшейткіш сигналын ерекшелейдi және сигнал жиiлiктерінің алқап тартудың сигналы және шуды шығуға сыртқа өткiзбейдi.

Құрылғының кiре берiсiнде кiрушi оптикалық изолятор пайдаланады.

Кiрушi оптикалық сызыққа шағылыс сигналдарының күшейткiшiнде сақтап қалады.

Бақылау ҚК түйiнi тарту УН тогiмен басқарады. Лазердiң тәртiбiнiң тұрғылығының керi байланыс әрекетiмен қамтамасыз етiледi және қуат бөлгінің берiлу еселiгiнен бағынышты болады.

Оптикалық күшейткiш негізгі әрекеті бiр модалы шыны талшығы орналастырылған сирек кездесетiн материалдардың атомдарының салдарынан лазер тартуын қоздыратын әсерде негiзделген. Сирек кездесетiн материалдар содан соң мәжбүрлі люминесценцияға ал мұндай сыртқы энергияны жұтудың зонасына ие болу және жоспарсыз инверсия құрылуы үшiн есептеумен таңдайды.

5.8.2.

Талшықты лазерлер

Талшықты-оптикалық лазері дәстүрлi салыстыру артықшылық қасиетке ие болады:

жоғары тұрлаулылық және сенiмдiлiкпен ерекшеленедi;

сәулеленудiң жоғары сапаларын қамтамасыз етедi;

тиiмдi жылу қайтарғышты қамтамасыз етедi;

шағын көлемдерi және массаны қамтамасыз етедi.

Белсендi жарық өткiзгiштi негiзде талшықты лазер құрылымы 5.20-шi сурет көрсетілген.

Сурет 5.20

Талшықты лазер құрылымы

Ол (бұл әдетте қуатты лазер) LD талшықты шығумен тартудың түйiнiн қосады; dс = 10-шi өзектiң диаметрiмен белсендi бiр модалы талшықты жарық өткiзгiш...30 мкм; лазердiң айналарының функциясын орындайтын сыну көрсеткiші. Мұндай лазерлер толық талшықты құрылым арқасында төмен оптикалық жоғалтулармен ерекшеленедi. Белсендi талшықты жарық өткiзгiштi типтi ұзындықты 5...50 м құрайды. Генерация толқын ұзындығында кiретiн брэгговскойында кереге шағылуының сол коэффициенті 100%ке жақын, ал оң кiрiс және кереге шағылу коэффициенті айтарлықтай (шамамен 5%) төменде және белсендi толқын арнасыда күшейтудiң мөлшерi және сәулеленудiң оптикалық жоғалтуларымен анықталады. Брэгговски өткізгіші жарық өткiзгiші сияқты тiкелей белсендiлік құра алады, және белсендi жарық сезгiш өткiзгiштi құрады.

Жарық сезгiштiктiң сыну көрсеткiшін бастапқы жасауында пайдаланады. Бұл әрекет нақтылы толқын ұзындықтарының сәулеленуiнiң УФ-ның әрекетiмен жарық өткiзгiштiң сыну көрсеткiшінің өзгеруiне қосылады. Әдеттегiдей, брэгговски сыну көрсеткiшінің талшықты сәулеленудiң ұзындығын таралып жатқан ретiнiң мерзiмi бар облысының сәулелі сыну көрсеткiштiң модуляциясымен талшықты жарық өткiзгiштi кесiндi болады.

Талшықты жарық өткiзгiштердiң белсендi қосымшаларының сапасында лантаноидтар немесе сирек кездесетiн элементтер иондарды пайдаланады. Ерекше қызығушылық орташа және жоғары қуаттың тиiмдi талшықты лазерлерiн жасау үшiн ион Yb3 + қоспасыз болат белсендi талшық өкiлдiк етедi.

Yb3 +деңгейінің сұлбасында негiзгi деңгей E7/2лерден басқа, E5/2 жалғыз қоздырылған деңгей бар болады. Ион Yb3 + қоспасыз болат белсендi талшықпен лазерлерi жоғары ПӘКтерге ие болады және белсендi қоспаны биiк шоғырландыруларды бейнелейді. Белсендi қоспаны жоғары шоғырландырумен жарық өткiзгiштерiн қолдану лазерінің белсендi ортасының ұзындығын кiшiрейтуге мүмкiндiк бередi, және лазердiң тиiмдiлiгiне әр түрлi сызықты емес әсерлер және қосымша оптикалық ысыраптарын терiс әсердi кiшiрейтеді.

5.8.3.