تطبيق ليزر بمضخة 980nm
تعتبر ولادة وتطور اتصالات الألياف الضوئية ثورة مهمة في تاريخ الاتصالات. في السنوات الأخيرة ، مع التقدم التكنولوجي ، وإصلاح إدارة الاتصالات والانفتاح التدريجي لسوق الاتصالات السلكية واللاسلكية ، أظهر تطوير اتصالات الألياف الضوئية مرة أخرى حالة جديدة من التطور النشط. في نفس الوقت بسبب الإنترنت. الوسائط المتعددة التفاعلية وخدمات البيانات الأخرى والتطور السريع لمحطات الاتصالات المتنقلة يزداد شيوعًا ، يزداد معدل نقل الإشارة ومتطلبات النطاق العريض للإرسال أعلى وأعلى ، خاصة بالنسبة لشبكة العمود الفقري للألياف الضوئية لمسافات طويلة واحتياجات قدرة اتصالات الشبكة الضوئية على نحو متزايد ، تحسين النطاق العريض للنظام أمر حتمي. (WDM) ، وخاصة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) معترف به حاليًا على أنه" ؛ أفضل حل للنمو السريع لعرض النطاق الترددي لشبكة الاتصالات" ؛. في المستقبل ، سواء كانت شبكة واسعة النطاق أو شبكة منطقة حضرية أو شبكة ، DWDM لمنصة النقل ، فإن شبكة النقل البصرية القائمة على DWDM ستشكل الطبقة المادية الأساسية لشبكة الاتصالات بأكملها.
في الوقت الحاضر ، يتقدم اتجاه تطوير شبكة الاتصال الضوئية إلى جانب العميل ، وليس فقط شبكة العمود الفقري للاتصالات الضوئية المشهورة ، وشبكة منطقة العاصمة هي أيضًا استخدام أكثر وأكثر للاتصالات الضوئية ، وبدأت شبكة الوصول أيضًا في استخدام الاتصالات البصرية والألياف إلى المنزل FTTH) ليست سوى مسألة وقت. لنقل الإشارات ، يعد تضخيم مرحل الإشارة ضروريًا ، وهو EDFA الأكثر استخدامًا ، وهو نظام DWDM والنظام عالي السرعة المستقبلي ، ولا غنى عن الشبكة البصرية بالكامل كأحد الأجهزة المهمة.
يستخدم مصدر مضخة EDFA عمومًا 980 نانومتر و 1480 نانومتر LD عالي الطاقة. العمل التالي على EDFA يقدم مقدمة موجزة. عندما يقترن ضوء الإشارة بضوء المضخة بالطاقة المناسبة ، يتم تمرير الألياف المخدرة بالإربيوم عبر المعزل ، ويتم تضخيم ضوء الإشارة بواسطة الألياف المخدرة بالإربيوم تحت تأثير ضوء المضخة. الألياف المشبعة بالإربيوم هي ألياف بصرية بتركيز معين من Er 3+. لتوضيح مبدأ التضخيم i ، من الضروري البدء من مخطط مستوى الطاقة لأيونات الإربيوم. تحتوي الإلكترونات الخارجية لأيونات الإربيوم على هيكل ثلاثي المستويات (E1 و E2 و E3 في الشكل 1-1) ، حيث E1 هو مستوى الأرض ، و E2 هو مستوى الطاقة غير المستقر ، و E3 هو مستوى الطاقة العالي ، وخريطة مستوى EDFA.
عندما يتم استخدام ليزر المضخة عالي الطاقة لإثارة الألياف المخدرة بالإربيوم ، يمكن إثارة الإلكترونات المرتبطة بأيونات الإربيوم من مستوى طاقة الحالة الأرضية إلى مستوى الطاقة العالي E3. ومع ذلك ، فإن مستوى الطاقة المرتفع غير مستقر ، وبالتالي فإن أيونات الإربيوم ستخضع قريبًا لأي توهين إشعاعي (أي لا تطلق الفوتونات) في مستوى الطاقة الثابتة E2. والمستوى E2 عبارة عن نطاق غير مستقر يكون فيه عمر الجزيئات طويلًا ويتم جمع الجسيمات التي يتلقاها ليزر المضخة باستمرار في شكل انتقالات غير مشعة ، لتحقيق توزيع انعكاس عدد الجسيمات. عندما تمر إشارة ضوئية بطول موجة يبلغ 1550 نانومتر عبر هذا الألياف المشبعة بالإربيوم ، تنتقل الجسيمات غير المستقرة إلى الحالة الأرضية في شكل إشعاع محفز وتنتج فوتونات من نفس الفوتون مثل الضوء الساقط ، وبالتالي زيادة إشارة الضوء بشكل كبير تم تضخيم عدد الفوتونات ، أي لتحقيق ضوء الإشارة في عملية نقل الألياف المشبعة بالإربيوم. كما هو موضح في الشكل 1-2 ، يعمل مضخم الألياف المشبع بالإربيوم بشكل تخطيطي.
EDFA وفقًا لمصدر المضخة المختلف ، يمكن تقسيمه إلى 980 نانومتر و 1480 نانومتر اثنين. 1480nm كسب المضخة مرتفع ، أقصى تشبع طاقة الإخراج ؛ معامل كسب المضخة 980nm من أعلى وأقل ضوضاء. في تطبيقات مضخمات الخط الفعلية ، عادة ما تكون مكبرات الصوت أحادية المضخة مصدر مضخة 980 نانومتر ؛ غالبًا ما يستخدم مكبر الصوت متعدد المراحل أكثر من مضختين ، المستوى الأول بمصدر مضخة 980 نانومتر ، والمستوى الثاني فوق مصدر مضخة 1480 نانومتر أو 980 نانومتر.
ليس فقط في صناعة الاتصالات ، فإن ليزر المضخة عالي الطاقة 980 نانومتر لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في الليزر الطبي والجوانب الأخرى لتطبيق أكبر ، دليل طبي ، تلف الأنسجة المحيطة صغير ، وله أيضًا تأثير جيد على إرقاء التخثر. يتم استخدام ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة 980 نانومتر لمشارط الليزر الطبية.
في مجال الاتصالات ، الألياف الضوئية هي قناة النقل الرئيسية ، يحتاج ليزر المضخة 980 نانومتر إلى أن يقترن بالألياف المستخدمة ، وكيفية ضوء الليزر المنبعث من الشريحة قدر الإمكان ليقترن بشكل فعال بالألياف لتصبح ساخنة بقعة ، ولكن أيضا حزمة الليزر واحدة من العمليات الرئيسية.