Ljósmagnarar á sviði ljósleiðarasamskipta
An ljósfræðilegur magnarier tæki sem magnar ljósmerki. Á sviði ljósleiðarasamskipta gegnir það aðallega eftirfarandi hlutverkum: 1. Að auka og magna ljósafl. Með því að setja ljósmagnarann fremst á ljóssenditækinu er hægt að auka ljósafl sem fer inn í ljósleiðarann. 2. Magnun á netinu, í stað núverandi endurvarpa í ljósleiðarasamskiptakerfum; 3. Formagnun: Áður en ljósneminn kemur fram á móttökuendanum er veikt ljósmerki formagnað til að auka næmi móttökunnar.
Sem stendur eru ljósleiðaramagnarar sem notaðir eru í ljósleiðarasamskiptum aðallega af eftirfarandi gerðum: 1. Hálfleiðari ljósleiðaramagnari (SOA ljósleiðari)/Hálfleiðara leysimagnari (SLA ljósmagnari); 2. Trefjamagnarar með sjaldgæfum jarðmálmum, svo sem trefjamagnarar með beituefni (EDFA ljósleiðari), o.s.frv. 3. Ólínulegir ljósleiðaramagnarar, svo sem Raman-ljósleiðaramagnarar o.s.frv. Eftirfarandi er stutt kynning á þeim.
1. Hálfleiðara ljósmagnarar: Við mismunandi notkunarskilyrði og með mismunandi endurskini á endafleti geta hálfleiðaralaserar framleitt ýmsar gerðir af hálfleiðara ljósmagnurum. Ef drifstraumur hálfleiðaralasersins er lægri en þröskuldur hans, þ.e. enginn leysir myndast, þá er ljósmerki sent inn í annan endann. Svo lengi sem tíðni þessa ljósmerkis er nálægt litrófsmiðstöð leysisins, verður það magnað og sent út úr hinum endanum. Þessi tegund afhálfleiðari ljósleiðariÞetta er kallað Fabry-Perrop ljósmagnari (FP-SLA). Ef leysirinn er skekktur yfir þröskuldinn, þá er veikt einhliða ljósmerki sem berst inn frá öðrum endanum, og svo framarlega sem tíðni þessa ljósmerkis er innan litrófs þessa fjölhliða leysis, verður ljósmerkið magnað og læst við ákveðinn ham. Þessi tegund ljósmagnara er kallaður innspýtingarlæstur magnari (IL-SLA). Ef báðir endar hálfleiðaraleysis eru spegilhúðaðir eða þaktir endurskinsvörn, sem gerir útgeislun hans mjög lítil og getur ekki myndað Fabry-Perrow ómhola, þá verður ljósmerkið magnað þegar það fer í gegnum virka bylgjuleiðaralagið á ferðinni. Þess vegna er þessi tegund ljósmagnara kallaður ferðabylgjuljósmagnari (TW-SLA) og uppbygging hans er sýnd á eftirfarandi mynd. Þar sem bandvídd ferðabylgju-ljósmagnarans er þremur stærðargráðum meiri en Fabry-Perot-ljósmagnarans, og 3dB bandvídd hans getur náð 10THz, getur hann magnað ljósmerki á ýmsum tíðnum og er mjög efnilegur ljósmagnari.
2. Beitu-dópaður ljósleiðaramagnari: Hann samanstendur af þremur hlutum: Sá fyrsti er dópaður ljósleiðari sem er frá nokkrum metrum upp í tugi metra að lengd. Þessi óhreinindi eru aðallega sjaldgæfar jarðmálmajónir, sem mynda leysigeislavirkjunarefnið; sá annar er leysigeisladælugjafinn, sem veitir orku með viðeigandi bylgjulengdum til að örva dópuðu sjaldgæfu jarðmálmajónirnar til að ná fram ljósmagnun. sá þriðji er tengibúnaðurinn, sem gerir dæluljósinu og merkjaljósinu kleift að tengjast dópuðu ljósleiðaravirkjunarefnið. Virkni ljósleiðaramagnarans er mjög svipuð og hjá föstu leysi. Hann veldur öfugu dreifingarástandi agnatölu innan leysigeislavirkjaða efnisins og myndar örvaða geislun. Til að skapa stöðugt dreifingarástand agnatölu, ættu fleiri en tvö orkustig að vera þátttakendur í ljósleiðaraumbreytingunni, venjulega þriggja og fjögurra þrepa kerfi, með stöðugu orkuframboði frá dælugjafa. Til að veita orku á skilvirkan hátt ætti bylgjulengd dæluljóseindarinnar að vera styttri en bylgjulengd leysigeislans, það er að segja, orka dæluljóseindarinnar ætti að vera meiri en orka leysigeislans. Ennfremur myndar ómholið jákvæða afturvirkni og þannig er hægt að mynda leysigeislamagnara.
3. Ólínulegir ljósleiðaramagnarar: Bæði ólínulegir ljósleiðaramagnarar og erbíum-ljósleiðaramagnarar falla undir flokk ljósleiðaramagnara. Sá fyrrnefndi nýtir sér hins vegar ólínulega áhrif kvarsþráða, en sá síðarnefndi notar erbíum-dópaðar kvarsþræðir til að virka á virka miðilinn. Venjulegir kvars-ljósleiðarar mynda sterk ólínuleg áhrif undir áhrifum sterks dæluljóss af viðeigandi bylgjulengdum, svo sem örvaða Raman-dreifingu (SRS), örvaða Brillouin-dreifingu (SBS) og fjögurra bylgju blöndunaráhrif. Þegar merki er sent eftir ljósleiðaranum ásamt dæluljósinu er hægt að magna merkjaljósið. Þannig mynda þeir ljósleiðara-Raman-magnara (FRA), Brillouin-magnara (FBA) og breytumagnara, sem allir eru dreifðir ljósleiðaramagnarar.
Ágrip: Algeng þróunarstefna allra ljósmagnara er mikill ávinningur, mikil úttaksafl og lágt suðtala.
Birtingartími: 8. maí 2025