چار عام ماڈیولٹرز کا جائزہ

چار عام ماڈیولٹرز کا جائزہ

اس مقالے میں چار ماڈیولیشن طریقے متعارف کرائے گئے ہیں (نینو سیکنڈ یا سب نانوسیکنڈ ٹائم ڈومین میں لیزر کے طول و عرض کو تبدیل کرنا) جو فائبر لیزر سسٹمز میں عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں اے او ایم (ایکوسٹو آپٹک ماڈیولیشن)، ای او ایم (الیکٹرو آپٹک ماڈیولیشن)، ایس او ایم/SOA(سیمی کنڈکٹر لائٹ ایمپلیفیکیشن جسے سیمی کنڈکٹر ماڈیولیشن بھی کہا جاتا ہے)، اوربراہ راست لیزر ماڈلن. ان میں اے او ایم،ای او ایم,SOM کا تعلق بیرونی ماڈیولیشن، یا بالواسطہ ماڈیولیشن سے ہے۔

1. ایکوسٹو آپٹک ماڈیولیٹر (AOM)

اکوسٹو آپٹک ماڈیولیشن ایک جسمانی عمل ہے جو آپٹیکل کیریئر پر معلومات لوڈ کرنے کے لیے اکوسٹو آپٹک اثر کا استعمال کرتا ہے۔ ماڈیولنگ کرتے وقت، الیکٹریکل سگنل (طول و عرض ماڈیولیشن) سب سے پہلے الیکٹرو ایکوسٹک ٹرانسڈیوسر پر لاگو ہوتا ہے، جو برقی سگنل کو الٹراسونک فیلڈ میں تبدیل کرتا ہے۔ جب روشنی کی لہر ایکوسٹو آپٹک میڈیم سے گزرتی ہے تو آپٹیکل کیرئیر کو ماڈیول کیا جاتا ہے اور ایکوسٹو آپٹک ایکشن کی وجہ سے معلومات لے جانے والی شدت کی موڈیولڈ لہر بن جاتی ہے۔

2. الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیٹر(EOM)

الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیٹر ایک ماڈیولیٹر ہے جو بعض الیکٹرو آپٹیکل کرسٹل کے الیکٹرو آپٹیکل اثرات کو استعمال کرتا ہے، جیسے لیتھیم نائوبیٹ کرسٹل (LiNb03)، GaAs کرسٹل (GaAs) اور لیتھیم ٹینٹلیٹ کرسٹل (LiTa03)۔ الیکٹرو آپٹیکل اثر یہ ہے کہ جب الیکٹرو آپٹیکل کرسٹل پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو الیکٹرو آپٹیکل کرسٹل کا ریفریکٹیو انڈیکس بدل جائے گا، جس کے نتیجے میں کرسٹل کی روشنی کی لہر کی خصوصیات میں تبدیلی آئے گی، اور فیز کی ماڈیولیشن، آپٹیکل سگنل کی طول و عرض، شدت اور پولرائزیشن کی حالت کا احساس ہوتا ہے۔

تصویر: EOM ڈرائیور سرکٹ کی مخصوص ترتیب

3. سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ماڈیولیٹر/سیمک کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر (SOM/SOA)

سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر (SOA) عام طور پر آپٹیکل سگنل ایمپلیفیکیشن کے لیے استعمال ہوتا ہے، جس میں چپ، کم بجلی کی کھپت، تمام بینڈز کے لیے سپورٹ وغیرہ کے فوائد ہوتے ہیں، اور یہ روایتی آپٹیکل ایمپلیفائر جیسے EDFA (ای ڈی ایف اے) کا مستقبل کا متبادل ہے۔ایربیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر)۔ ایک سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ماڈیولیٹر (SOM) ایک سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر جیسا ہی ڈیوائس ہے، لیکن اس کے استعمال کا طریقہ روایتی SOA یمپلیفائر کے ساتھ استعمال کیے جانے والے طریقے سے تھوڑا مختلف ہے، اور یہ ان اشارے جن پر یہ فوکس کرتا ہے جب اسے استعمال کیا جاتا ہے۔ لائٹ ماڈیولیٹر ان سے قدرے مختلف ہیں جو ایمپلیفائر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ جب آپٹیکل سگنل ایمپلیفیکیشن کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو عام طور پر SOA کو ایک مستحکم ڈرائیونگ کرنٹ فراہم کیا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ SOA لکیری علاقے میں کام کرتا ہے۔ جب اسے آپٹیکل پلس کو ماڈیول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ SOA کو مسلسل آپٹیکل سگنلز دیتا ہے، SOA ڈرائیو کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے برقی دالیں استعمال کرتا ہے، اور پھر SOA آؤٹ پٹ اسٹیٹ کو ایمپلیفیکیشن/ٹینیویشن کے طور پر کنٹرول کرتا ہے۔ SOA ایمپلیفیکیشن اور توجہ کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے، یہ ماڈیولیشن موڈ بتدریج کچھ نئی ایپلی کیشنز، جیسے آپٹیکل فائبر سینسنگ، LiDAR، OCT میڈیکل امیجنگ اور دیگر شعبوں پر لاگو کیا گیا ہے۔ خاص طور پر کچھ ایسے منظرناموں کے لیے جن کے لیے نسبتاً زیادہ حجم، بجلی کی کھپت اور ختم ہونے کا تناسب درکار ہوتا ہے۔

4. لیزر ڈائریکٹ ماڈیولیشن لیزر بائیس کرنٹ کو براہ راست کنٹرول کر کے آپٹیکل سگنل کو بھی ماڈیول کر سکتا ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، ڈائریکٹ ماڈیولیشن کے ذریعے 3 نینو سیکنڈ پلس چوڑائی حاصل کی جاتی ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ نبض کے شروع میں ایک سپائیک ہے، جو لیزر کیریئر کی نرمی سے لایا جاتا ہے۔ اگر آپ تقریباً 100 پکوسیکنڈز کی نبض حاصل کرنا چاہتے ہیں تو آپ اس سپائیک کو استعمال کر سکتے ہیں۔ لیکن عام طور پر ہم یہ اضافہ نہیں کرنا چاہتے۔

خلاصہ

AOM چند واٹ میں آپٹیکل پاور آؤٹ پٹ کے لیے موزوں ہے اور اس میں فریکوئنسی شفٹ فنکشن ہے۔ EOM تیز ہے، لیکن ڈرائیو کی پیچیدگی زیادہ ہے اور ختم ہونے کا تناسب کم ہے۔ SOM (SOA) کم بجلی کی کھپت، مائنیچرائزیشن اور دیگر خصوصیات کے ساتھ، گیگا ہرٹز کی رفتار اور زیادہ ختم ہونے والے تناسب کا بہترین حل ہے۔ ڈائریکٹ لیزر ڈائیوڈس سب سے سستا حل ہیں، لیکن اسپیکٹرل خصوصیات میں ہونے والی تبدیلیوں سے آگاہ رہیں۔ ہر ماڈیولیشن اسکیم کے اپنے فائدے اور نقصانات ہوتے ہیں، اور اسکیم کا انتخاب کرتے وقت درخواست کی ضروریات کو درست طریقے سے سمجھنا، اور ہر اسکیم کے فوائد اور نقصانات سے واقف ہونا ضروری ہے، اور سب سے موزوں اسکیم کا انتخاب کریں۔ مثال کے طور پر، تقسیم شدہ فائبر سینسنگ میں، روایتی AOM اہم ہے، لیکن کچھ نئے سسٹم ڈیزائنز میں، SOA اسکیموں کا استعمال تیزی سے بڑھ رہا ہے، کچھ ونڈ liDAR روایتی اسکیموں میں دو مرحلوں والا AOM استعمال کیا جاتا ہے، نئی اسکیم ڈیزائن لاگت کو کم کرنے، سائز کو کم کرنے اور ختم ہونے کے تناسب کو بہتر بنانے کے لیے SOA اسکیم کو اپنایا گیا ہے۔ مواصلاتی نظام میں، کم رفتار کا نظام عام طور پر براہ راست ماڈیولیشن اسکیم کو اپناتا ہے، اور تیز رفتار نظام عام طور پر الیکٹرو آپٹک ماڈیولیشن اسکیم کا استعمال کرتا ہے۔