آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے میدان میں آپٹیکل امپلیفائر

آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے میدان میں آپٹیکل امپلیفائر

An آپٹیکل یمپلیفائرایک ایسا آلہ ہے جو آپٹیکل سگنلز کو بڑھاتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے میدان میں، یہ بنیادی طور پر درج ذیل کردار ادا کرتا ہے: 1. آپٹیکل پاور کو بڑھانا اور بڑھانا۔ آپٹیکل ایمپلیفائر کو آپٹیکل ٹرانسمیٹر کے سامنے والے سرے پر رکھ کر، فائبر میں داخل ہونے والی آپٹیکل پاور کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ 2. آن لائن ریلے ایمپلیفیکیشن، آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹم میں موجودہ ریپیٹرز کی جگہ لے کر؛ 3. پری ایمپلیفیکیشن: وصول کرنے والے سرے پر فوٹو ڈیٹیکٹر سے پہلے، وصول کرنے والی حساسیت کو بڑھانے کے لیے کمزور روشنی کے سگنل کو پہلے سے بڑھا دیا جاتا ہے۔

فی الحال، آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن میں اپنائے گئے آپٹیکل امپلیفائر میں بنیادی طور پر درج ذیل اقسام شامل ہیں: 1. سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر (SOA آپٹیکل یمپلیفائر)/سیمک کنڈکٹر لیزر یمپلیفائر (SLA آپٹیکل یمپلیفائر)؛ 2. نایاب ارتھ ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر، جیسے بیت ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر (EDFA آپٹیکل یمپلیفائر)، وغیرہ۔ 3۔ نان لائنر فائبر یمپلیفائر، جیسے فائبر رامان ایمپلیفائر وغیرہ۔ ذیل میں بالترتیب ایک مختصر تعارف ہے۔

1. سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر: مختلف ایپلیکیشن حالات کے تحت اور مختلف اختتامی چہرے کی عکاسی کے ساتھ، سیمی کنڈکٹر لیزرز مختلف قسم کے سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائرز تیار کر سکتے ہیں۔ اگر سیمی کنڈکٹر لیزر کا ڈرائیونگ کرنٹ اس کی دہلیز سے کم ہے، یعنی کوئی لیزر پیدا نہیں ہوتا ہے، اس وقت، ایک آپٹیکل سگنل ایک سرے پر داخل ہوتا ہے۔ جب تک اس آپٹیکل سگنل کی فریکوئنسی لیزر کے سپیکٹرل سینٹر کے قریب ہے، اس کو بڑھا دیا جائے گا اور دوسرے سرے سے آؤٹ پٹ ہوگا۔ اس قسم کیسیمی کنڈکٹر آپٹیکل یمپلیفائراسے Fabry-Perrop قسم کا آپٹیکل یمپلیفائر (FP-SLA) کہا جاتا ہے۔ اگر لیزر حد سے اوپر متعصب ہے تو، ایک سرے سے کمزور سنگل موڈ آپٹیکل سگنل ان پٹ، جب تک کہ اس آپٹیکل سگنل کی فریکوئنسی اس ملٹی موڈ لیزر کے سپیکٹرم کے اندر ہے، آپٹیکل سگنل کو بڑھا دیا جائے گا اور ایک مخصوص موڈ پر بند کر دیا جائے گا۔ اس قسم کے آپٹیکل ایمپلیفائر کو انجیکشن لاکڈ ٹائپ ایمپلیفائر (IL-SLA) کہا جاتا ہے۔ اگر ایک سیمی کنڈکٹر لیزر کے دونوں سرے آئینہ سے بنے ہوئے ہیں یا اینٹی ریفلیکشن فلم کی ایک تہہ کے ساتھ بخارات بنتے ہیں، جس سے اس کی اخراج بہت چھوٹی ہو جاتی ہے اور فیبری-پیرو گونجنے والی گہا نہیں بن پاتی، جب آپٹیکل سگنل فعال ویو گائیڈ پرت سے گزرتا ہے، تو اسے سفر کے دوران بڑھا دیا جائے گا۔ لہذا، اس قسم کے آپٹیکل یمپلیفائر کو ٹریولنگ ویو ٹائپ آپٹیکل ایمپلیفائر (TW-SLA) کہا جاتا ہے، اور اس کی ساخت مندرجہ ذیل شکل میں دکھائی گئی ہے۔ چونکہ ٹریولنگ ویو ٹائپ آپٹیکل ایمپلیفائر کی بینڈوڈتھ Fabry-Perot ٹائپ ایمپلیفائر سے تین آرڈرز بڑی ہے، اور اس کی 3dB بینڈوتھ 10THz تک پہنچ سکتی ہے، اس لیے یہ مختلف فریکوئنسیوں کے آپٹیکل سگنلز کو بڑھا سکتا ہے اور ایک انتہائی امید افزا آپٹیکل ایمپلیفائر ہے۔

2. بیت ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر: یہ تین حصوں پر مشتمل ہے: پہلا ڈوپڈ فائبر ہے جس کی لمبائی کئی میٹر سے دسیوں میٹر تک ہوتی ہے۔ یہ نجاست بنیادی طور پر نایاب زمین کے آئن ہیں، جو لیزر ایکٹیویشن مواد بناتے ہیں۔ دوسرا لیزر پمپ کا ذریعہ ہے، جو روشنی کی افزائش کو حاصل کرنے کے لیے ڈوپڈ نادر زمین کے آئنوں کو اکسانے کے لیے مناسب طول موج کی توانائی فراہم کرتا ہے۔ تیسرا کپلر ہے، جو پمپ لائٹ اور سگنل لائٹ کو ڈوپڈ آپٹیکل فائبر چالو کرنے والے مواد میں جوڑے کے قابل بناتا ہے۔ فائبر یمپلیفائر کا کام کرنے والا اصول ٹھوس اسٹیٹ لیزر سے بہت ملتا جلتا ہے۔ یہ لیزر سے متحرک مواد کے اندر الٹ پارٹیکل نمبر ڈسٹری بیوشن کی حالت کا سبب بنتا ہے اور محرک تابکاری پیدا کرتا ہے۔ ایک مستحکم پارٹیکل نمبر الٹی تقسیم کی حالت بنانے کے لیے، دو سے زیادہ توانائی کی سطحوں کو آپٹیکل ٹرانزیشن میں شامل ہونا چاہیے، عام طور پر تین سطحی اور چار سطحی نظام، پمپ کے ذریعہ سے توانائی کی مسلسل فراہمی کے ساتھ۔ مؤثر طریقے سے توانائی فراہم کرنے کے لیے پمپ فوٹوون کی طول موج لیزر فوٹوون سے کم ہونی چاہیے، یعنی پمپ فوٹوون کی توانائی لیزر فوٹوون سے زیادہ ہونی چاہیے۔ مزید برآں، گونجنے والی گہا ایک مثبت رائے بناتی ہے، اور اس طرح ایک لیزر یمپلیفائر تشکیل دیا جا سکتا ہے۔

3. نان لائنر فائبر ایمپلیفائر: دونوں نان لائنر فائبر ایمپلیفائر اور ایربیم فائبر ایمپلیفائر فائبر ایمپلیفائر کے زمرے میں آتے ہیں۔ تاہم، سابقہ ​​کوارٹج ریشوں کے نان لائنر اثر کو استعمال کرتا ہے، جبکہ مؤخر الذکر فعال میڈیا پر کام کرنے کے لیے ایربیم ڈوپڈ کوارٹج ریشوں کو استعمال کرتا ہے۔ عام کوارٹز آپٹیکل فائبرز مناسب طول موج کی مضبوط پمپ لائٹ کے عمل کے تحت مضبوط نان لائنر اثرات پیدا کریں گے، جیسے کہ محرک رمن سکیٹرنگ (SRS)، محرک بریلوئن سکیٹرنگ (SBS)، اور فور ویو مکسنگ اثرات۔ جب سگنل آپٹیکل فائبر کے ساتھ ساتھ پمپ لائٹ کے ساتھ بھیجا جاتا ہے تو سگنل لائٹ کو بڑھایا جاسکتا ہے۔ اس طرح، وہ فائبر رامن ایمپلیفائر (FRA)، Brillouin amplifiers (FBA)، اور پیرامیٹرک امپلیفائر بناتے ہیں، یہ سب تقسیم شدہ فائبر یمپلیفائر ہیں۔

خلاصہ: تمام آپٹیکل ایمپلیفائرز کی مشترکہ ترقی کی سمت زیادہ فائدہ، اعلی پیداوار کی طاقت، اور کم شور والی شخصیت ہے۔