Qanday qilibyarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichkuchaytirishga erishish?
Katta sig'imli optik tolali aloqa davri boshlanganidan so'ng, optik kuchaytirish texnologiyasi tez rivojlandi.Optik kuchaytirgichlarkirish optik signallarini stimulyatsiya qilingan nurlanish yoki stimulyatsiya qilingan sochilish asosida kuchaytirish. Ish printsipiga ko'ra, optik kuchaytirgichlarni yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarga bo'lish mumkin (SOA) vaoptik tolali kuchaytirgichlarUlar orasida,yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarkeng kuchaytirish diapazoni, yaxshi integratsiya va keng to'lqin uzunligi diapazoni afzalliklari tufayli optik aloqada keng qo'llaniladi. Ular faol va passiv mintaqalardan iborat bo'lib, faol mintaqa kuchaytirish mintaqasidir. Yorug'lik signali faol mintaqadan o'tganda, elektronlarning energiyasini yo'qotishiga va yorug'lik signali bilan bir xil to'lqin uzunligiga ega bo'lgan fotonlar shaklida asosiy holatga qaytishiga olib keladi va shu bilan yorug'lik signalini kuchaytiradi. Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich yarimo'tkazgich tashuvchini harakatlantiruvchi oqim orqali teskari zarrachaga aylantiradi, yuborilgan urug'lik yorug'ligi amplitudasini kuchaytiradi va yuborilgan urug'lik yorug'ligining qutblanish, chiziq kengligi va chastota kabi asosiy fizik xususiyatlarini saqlab qoladi. Ishchi tokning oshishi bilan chiqish optik quvvati ham ma'lum bir funktsional bog'liqlikda ortadi.
Lekin bu o'sish cheksiz emas, chunki yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlar kuchaytirish to'yinganlik hodisasiga ega. Bu hodisa shuni ko'rsatadiki, kirish optik quvvati doimiy bo'lganda, kuchaytirish in'ektsiya qilingan tashuvchi konsentratsiyasining oshishi bilan ortadi, lekin in'ektsiya qilingan tashuvchi konsentratsiyasi juda katta bo'lganda, kuchaytirish to'yingan bo'ladi yoki hatto kamayadi. In'ektsiya qilingan tashuvchining konsentratsiyasi doimiy bo'lganda, chiqish quvvati kirish quvvatining oshishi bilan ortadi, lekin kirish optik quvvati juda katta bo'lganda, qo'zg'atilgan nurlanish natijasida kelib chiqadigan tashuvchi iste'mol qilish tezligi juda katta bo'lib, kuchaytirish to'yinganligiga yoki pasayishiga olib keladi. Kuchaytirish to'yinganlik hodisasining sababi faol mintaqa materialidagi elektronlar va fotonlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirdir. Kuchaytirish muhitida yoki tashqi fotonlarda hosil bo'lgan fotonlar bo'ladimi, stimulyatsiya qilingan nurlanish tashuvchilarni iste'mol qilish tezligi tashuvchilarning vaqt o'tishi bilan mos keladigan energiya darajasiga to'ldirish tezligiga bog'liq. Rag'batlantirilgan nurlanishdan tashqari, boshqa omillar tomonidan iste'mol qilingan tashuvchi tezligi ham o'zgaradi, bu kuchaytirish to'yinganligiga salbiy ta'sir qiladi.
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning eng muhim vazifasi chiziqli kuchaytirish bo'lgani uchun, asosan kuchaytirishga erishish uchun, u aloqa tizimlarida quvvat kuchaytirgichlari, chiziqli kuchaytirgichlar va oldindan kuchaytirgichlar sifatida ishlatilishi mumkin. Uzatuvchi uchida yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich tizimning uzatish uchida chiqish quvvatini oshirish uchun quvvat kuchaytirgichi sifatida ishlatiladi, bu esa tizim magistralining o'rni masofasini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Uzatish liniyasida yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich chiziqli o'rni kuchaytirgichi sifatida ishlatilishi mumkin, shunda uzatish regenerativ o'rni masofasi yana sakrashlar va chegaralar bilan uzaytirilishi mumkin. Qabul qiluvchi uchida yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich oldindan kuchaytirgich sifatida ishlatilishi mumkin, bu esa qabul qiluvchining sezgirligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning kuchaytirish to'yinganlik xususiyatlari bit boshiga tushadigan kuchaytirishni oldingi bit ketma-ketligi bilan bog'liq bo'lishiga olib keladi. Kichik kanallar orasidagi naqsh effekti o'zaro kuchaytirish modulyatsiya effekti deb ham ataladi. Ushbu usul bir nechta kanallar orasidagi o'zaro kuchaytirish modulyatsiya effektining statistik o'rtacha qiymatidan foydalanadi va nurni saqlab qolish uchun jarayonga o'rtacha intensivlikdagi uzluksiz to'lqinni kiritadi, shu bilan kuchaytirgichning umumiy kuchaytirilishini siqib chiqaradi. Keyin kanallar orasidagi o'zaro kuchaytirish modulyatsiyasi effekti kamayadi.
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlar oddiy tuzilishga, oson integratsiyaga ega va turli to'lqin uzunlikdagi optik signallarni kuchaytirishi mumkin va turli xil lazerlarni integratsiyalashda keng qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarga asoslangan lazer integratsiya texnologiyasi rivojlanib bormoqda, ammo quyidagi uchta jihatda hali ham sa'y-harakatlar qilish kerak. Ulardan biri optik tola bilan ulanish yo'qotishini kamaytirishdir. Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichning asosiy muammosi shundaki, tola bilan ulanish yo'qotishi katta. Ulanish samaradorligini oshirish uchun aks ettirish yo'qotilishini minimallashtirish, nur simmetriyasini yaxshilash va yuqori samarali ulanishga erishish uchun ulanish tizimiga linza qo'shilishi mumkin. Ikkinchisi yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning polyarizatsiya sezgirligini kamaytirishdir. Polarizatsiya xarakteristikasi asosan tushayotgan yorug'likning polyarizatsiya sezgirligini anglatadi. Agar yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich maxsus ishlov berilmagan bo'lsa, kuchaytirishning samarali o'tkazish qobiliyati kamayadi. Kvant qudug'ining tuzilishi yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning barqarorligini samarali ravishda oshirishi mumkin. Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning polyarizatsiya sezgirligini kamaytirish uchun oddiy va yuqori darajadagi kvant qudug'ining tuzilishini o'rganish mumkin. Uchinchisi - integratsiyalashgan jarayonni optimallashtirish. Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlar va lazerlarni integratsiyalash juda murakkab va texnik ishlov berishda noqulay bo'lib, optik signal uzatish va qurilmani kiritishda katta yo'qotishlarga olib keladi va narxi juda yuqori. Shuning uchun biz integratsiyalashgan qurilmalarning tuzilishini optimallashtirishga va qurilmalarning aniqligini oshirishga harakat qilishimiz kerak.
Optik aloqa texnologiyasida optik kuchaytirish texnologiyasi qo'llab-quvvatlovchi texnologiyalardan biri bo'lib, yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich texnologiyasi tez rivojlanmoqda. Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlarning ishlashi, ayniqsa to'lqin uzunligini bo'lish multiplekslash yoki optik kommutatsiya rejimlari kabi yangi avlod optik texnologiyalarini ishlab chiqishda sezilarli darajada yaxshilandi. Axborot sanoatining rivojlanishi bilan turli diapazonlar va turli xil ilovalar uchun mos optik kuchaytirish texnologiyasi joriy etiladi va yangi texnologiyalarni ishlab chiqish va tadqiq qilish muqarrar ravishda yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich texnologiyasini rivojlantirish va gullab-yashnashda davom etishiga olib keladi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 25-fevral