सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर एम्प्लिफिकेशन कसे साध्य करते?

कसे करावेसेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरप्रवर्धन साध्य?

मोठ्या-क्षमतेच्या ऑप्टिकल फायबर संप्रेषणाच्या युगाच्या आगमनानंतर, ऑप्टिकल प्रवर्धन तंत्रज्ञान वेगाने विकसित झाले आहे.ऑप्टिकल एम्पलीफायरउत्तेजित रेडिएशन किंवा उत्तेजित स्कॅटरिंगवर आधारित इनपुट ऑप्टिकल सिग्नल वाढवा. कार्यरत तत्त्वानुसार, ऑप्टिकल एम्पलीफायर सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्समध्ये विभागले जाऊ शकतात (एसओए) आणिऑप्टिकल फायबर एम्पलीफायर? त्यापैकी,सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरवाइड गेन बँड, चांगले एकत्रीकरण आणि विस्तृत तरंगलांबी श्रेणीच्या फायद्यांच्या आधारे ऑप्टिकल संप्रेषणात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. ते सक्रिय आणि निष्क्रिय प्रदेशांचे बनलेले आहेत आणि सक्रिय प्रदेश हा एक फायदा प्रदेश आहे. जेव्हा प्रकाश सिग्नल सक्रिय प्रदेशातून जातो, तेव्हा यामुळे इलेक्ट्रॉन उर्जा गमावतात आणि फोटॉनच्या स्वरूपात ग्राउंड स्टेटमध्ये परत येतात, ज्यात प्रकाश सिग्नलसारखेच तरंगलांबी असते, ज्यामुळे प्रकाश सिग्नल वाढते. सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर सेमीकंडक्टर कॅरियरला ड्रायव्हिंग करंटद्वारे उलट कणात रूपांतरित करते, इंजेक्शन केलेल्या बियाणे प्रकाश मोठेपणा वाढवते आणि ध्रुवीकरण, ओळ रुंदी आणि वारंवारता यासारख्या इंजेक्शन केलेल्या बियाणे प्रकाशाची मूलभूत भौतिक वैशिष्ट्ये राखते. वर्किंग करंटच्या वाढीसह, आउटपुट ऑप्टिकल पॉवर देखील एका विशिष्ट कार्यात्मक संबंधात वाढते.

परंतु ही वाढ मर्यादेशिवाय नाही, कारण सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्समध्ये संपृक्तता इंद्रियगोचर आहे. इंद्रियगोचर दर्शविते की जेव्हा इनपुट ऑप्टिकल पॉवर स्थिर असते, तेव्हा इंजेक्शन केलेल्या वाहक एकाग्रतेच्या वाढीसह वाढ वाढते, परंतु जेव्हा इंजेक्शन केलेले वाहक एकाग्रता खूप मोठी असते, तेव्हा नफा संपेल किंवा अगदी कमी होईल. जेव्हा इंजेक्टेड कॅरियरची एकाग्रता स्थिर असते, तेव्हा इनपुट पॉवरच्या वाढीसह आउटपुट पॉवर वाढते, परंतु जेव्हा इनपुट ऑप्टिकल पॉवर खूप मोठी असते, तेव्हा उत्तेजित रेडिएशनमुळे होणारे वाहक वापर दर खूप मोठा असतो, परिणामी संपृक्तता किंवा घट होते. प्राप्त संपृक्ततेच्या घटनेचे कारण म्हणजे सक्रिय प्रदेश सामग्रीमधील इलेक्ट्रॉन आणि फोटॉनमधील परस्परसंवाद. गेन मीडियममध्ये व्युत्पन्न केलेले फोटॉन किंवा बाह्य फोटॉन असोत, उत्तेजित रेडिएशन ज्या दराने वाहकांचा वापर केला जातो त्या दराने वाहक ज्याच्याशी संबंधित उर्जा पातळीवर पुन्हा भरतात त्या दराशी संबंधित आहे. उत्तेजित रेडिएशन व्यतिरिक्त, इतर घटकांद्वारे वापरलेले वाहक दर देखील बदलतात, जे वाढत्या संपृक्ततेवर विपरित परिणाम करते.

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचे सर्वात महत्वाचे कार्य म्हणजे रेखीय प्रवर्धन, मुख्यत: प्रवर्धन साध्य करण्यासाठी, ते संप्रेषण प्रणालींमध्ये पॉवर एम्पलीफायर, लाइन एम्पलीफायर आणि प्रीमप्लिफायर्स म्हणून वापरले जाऊ शकते. प्रसारणाच्या शेवटी, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर सिस्टमच्या प्रसारणाच्या शेवटी आउटपुट पॉवर वाढविण्यासाठी पॉवर एम्पलीफायर म्हणून वापरला जातो, ज्यामुळे सिस्टम ट्रंकचे रिले अंतर मोठ्या प्रमाणात वाढू शकते. ट्रान्समिशन लाइनमध्ये, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर एक रेखीय रिले एम्पलीफायर म्हणून वापरला जाऊ शकतो, जेणेकरून ट्रान्समिशन रीजनरेटिव्ह रिले अंतर पुन्हा झेप आणि सीमांनी वाढविले जाऊ शकते. प्राप्त झाल्यावर, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर प्रीमप्लिफायर म्हणून वापरला जाऊ शकतो, जो रिसीव्हरची संवेदनशीलता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकतो. सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सची वाढती संपृक्तता वैशिष्ट्ये प्रति बिट वाढ मागील बिट अनुक्रमांशी संबंधित असतील. लहान चॅनेलमधील नमुना प्रभाव क्रॉस-गेन मॉड्युलेशन इफेक्ट देखील म्हटले जाऊ शकते. हे तंत्र एकाधिक चॅनेल दरम्यान क्रॉस-गेन मॉड्यूलेशन प्रभावाच्या सांख्यिकीय सरासरीचा वापर करते आणि बीम राखण्यासाठी प्रक्रियेत मध्यम तीव्रतेची सतत लाट ओळखते, अशा प्रकारे एम्पलीफायरची एकूण वाढ संकुचित करते. मग चॅनेल दरम्यान क्रॉस-गेन मॉड्युलेशन प्रभाव कमी केला जातो.

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्प्लीफायर्समध्ये सोपी रचना, सुलभ एकत्रीकरण आहे आणि वेगवेगळ्या तरंगलांबीचे ऑप्टिकल सिग्नल वाढवू शकतात आणि विविध प्रकारच्या लेसरच्या समाकलनात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. सध्या, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सवर आधारित लेसर एकत्रीकरण तंत्रज्ञान परिपक्व होत आहे, परंतु अद्याप खालील तीन पैलूंमध्ये प्रयत्न करणे आवश्यक आहे. एक म्हणजे ऑप्टिकल फायबरसह कपलिंग तोटा कमी करणे. सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरची मुख्य समस्या अशी आहे की फायबरसह कपलिंगचे नुकसान मोठे आहे. कपलिंगची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, प्रतिबिंब कमी होणे कमी करण्यासाठी, तुळईची सममिती सुधारण्यासाठी आणि उच्च कार्यक्षमता जोडणी साध्य करण्यासाठी कपलिंग सिस्टममध्ये लेन्स जोडले जाऊ शकते. दुसरे म्हणजे सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सची ध्रुवीकरण संवेदनशीलता कमी करणे. ध्रुवीकरण वैशिष्ट्य मुख्यत: घटनेच्या प्रकाशाच्या ध्रुवीकरण संवेदनशीलतेचा संदर्भ देते. जर सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायरवर विशेष प्रक्रिया केली गेली नाही तर, फायद्याची प्रभावी बँडविड्थ कमी होईल. क्वांटम वेल स्ट्रक्चर सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्प्लीफायर्सची स्थिरता प्रभावीपणे सुधारू शकते. सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सची ध्रुवीकरण संवेदनशीलता कमी करण्यासाठी साध्या आणि उत्कृष्ट क्वांटम विहिरीच्या संरचनेचा अभ्यास करणे शक्य आहे. तिसरा म्हणजे एकात्मिक प्रक्रियेचे ऑप्टिमायझेशन. सध्या, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर आणि लेसरचे एकत्रीकरण तांत्रिक प्रक्रियेमध्ये खूपच क्लिष्ट आणि अवजड आहे, परिणामी ऑप्टिकल सिग्नल ट्रान्समिशन आणि डिव्हाइस अंतर्भूत तोटा कमी होतो आणि किंमत खूप जास्त आहे. म्हणूनच, आपण एकात्मिक उपकरणांची रचना अनुकूलित करण्याचा आणि डिव्हाइसची सुस्पष्टता सुधारण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे.

ऑप्टिकल कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानामध्ये, ऑप्टिकल एम्प्लिफिकेशन तंत्रज्ञान हे एक सहाय्यक तंत्रज्ञान आहे आणि सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर तंत्रज्ञान वेगाने विकसित होत आहे. सध्या, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सची कामगिरी मोठ्या प्रमाणात सुधारली गेली आहे, विशेषत: वेव्हलेन्थ डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग किंवा ऑप्टिकल स्विचिंग मोड सारख्या नवीन पिढीच्या ऑप्टिकल तंत्रज्ञानाच्या विकासामध्ये. माहिती उद्योगाच्या विकासासह, भिन्न बँड आणि भिन्न अनुप्रयोगांसाठी योग्य ऑप्टिकल प्रवर्धन तंत्रज्ञान सादर केले जाईल आणि नवीन तंत्रज्ञानाचा विकास आणि संशोधन अपरिहार्यपणे सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर तंत्रज्ञान विकसित आणि समृद्ध करेल.