Fel cydran graidd mewn cyfathrebu optegol modern, synhwyro a thechnolegau laser, mae ffynonellau golau optig ffibr - (Fols) yn cael effaith uniongyrchol ar effeithlonrwydd trosglwyddo a dibynadwyedd y system. Gyda datblygiad parhaus technoleg optegol, mae dulliau dylunio a gweithgynhyrchu Fols yn dod yn fwyfwy amrywiol i ddiwallu anghenion senarios ymgeisio amrywiol. Bydd yr erthygl hon yn archwilio egwyddorion sylfaenol FOLS, yn trafod eu dulliau technegol allweddol, ac yn dadansoddi eu rhagolygon cais mewn meysydd cysylltiedig.
Egwyddorion sylfaenol ffibr - ffynonellau golau optig
Swyddogaeth graidd Fols yw trosi signalau trydanol yn effeithlon neu bwmpio golau yn signalau optegol o donfedd benodol i'w trosglwyddo trwy ffibrau optegol. Mae ei egwyddor weithredol yn seiliedig ar gyplu golau lled -ddargludyddion - dyfeisiau allyrru (fel deuodau laser neu olau - allyrru deuodau) gyda ffibrau optegol. Defnyddir deuodau laser yn helaeth mewn systemau cyfathrebu optegol cyflymder uchel - oherwydd eu disgleirdeb uchel, eu lled llinell cul, a'u cyfarwyddeb gref. Ar y llaw arall, mae golau - yn allyrru deuodau, chwarae rhan allweddol mewn trosglwyddiad a synhwyro pellter byr - oherwydd eu defnydd pŵer isel a'u hyd oes hir.
Yr allwedd i ffibr - Mae ffynonellau golau optig yn gorwedd wrth gyflawni cyplu effeithlon rhwng y ffynhonnell golau a'r ffibr optegol i leihau colled optegol a sicrhau'r pŵer allbwn mwyaf posibl. Mae dulliau cyplu cyffredin yn cynnwys cyplu uniongyrchol, cyplu lens, a chyplu elfen optegol Micro -, pob un yn gofyn am ddyluniad wedi'i optimeiddio yn seiliedig ar y senario cymhwysiad penodol.
Prif ddulliau technegol ar gyfer ffynonellau golau ffibr
1. Technoleg Cyplu Ffibr Deuod Laser Lled -ddargludyddion (LD)
Deuodau laser lled -ddargludyddion yw'r ffynonellau golau a ddefnyddir amlaf mewn ffibr - cyfathrebiadau optig. Mae eu hystod sbectrol yn nodweddiadol yn y - is -goch (ee, 1310 nm, 1550 nm), gan eu gwneud yn addas ar gyfer pellter hir -, trosglwyddiad data capasiti uchel -. Er mwyn sicrhau cyplu effeithlon, defnyddir y dulliau canlynol yn gyffredin:
Cyplu Uniongyrchol: Mae arwyneb allyrru golau'r deuod laser - wedi'i alinio'n dynn â'r wyneb pen ffibr i wneud y mwyaf o effeithlonrwydd trosglwyddo pŵer optegol. Mae gan y dull hwn strwythur syml ond mae angen cywirdeb alinio uchel iawn arno, yn aml mae angen mecanwaith tiwnio dirwy soffistigedig -.
Cyplu lens: Mae laserau'n cael eu cydleoli a'u canolbwyntio gan ddefnyddio hunan - gan ganolbwyntio lens neu lens sfferig i wella effeithlonrwydd cyplu. Mae'r dull hwn yn lleihau heriau alinio ond yn cynyddu cymhlethdod system.
Cyplu Array Microlens: Yn berthnasol i aml - araeau ffibr sianel, mae araeau microlens yn galluogi cyplu trawstiau laser lluosog ar yr un pryd ac fe'i defnyddir yn gyffredin mewn systemau amlblecsio adran tonfedd (WDM).
2. Technoleg Laser Ffibr
Mae laserau ffibr yn defnyddio ffibrau optegol wedi'u dopio ag elfennau daear prin (fel erbium, ytterbium, a neodymiwm) fel y cyfrwng ennill. Mae ffynhonnell golau pwmp (fel deuod laser 980 nm neu 1480 nm) yn ysgogi gwrthdroad poblogaeth o fewn y ffibr, gan arwain at bŵer - uchel, uchel - trawst - allbwn laser ansawdd. Mae technolegau allweddol yn cynnwys:
Dwbl - laserau ffibr clad: Gan ddefnyddio strwythur cladin - i gwpl o olau pwmp pŵer -, mae'r cladin allanol yn trosglwyddo golau pwmp amlimode, tra bod y craidd mewnol yn cefnogi sengl - modd allbwn modd laser. Mae'r laserau hyn yn addas ar gyfer prosesu diwydiannol a chymwysiadau laser ynni - uchel.
Laserau Ffibr Raman: Yn seiliedig ar wasgaru Raman wedi'i ysgogi, maent yn cyflawni trosi tonfedd trwy broses aflinol wedi'i raeadru, gan eu gwneud yn addas ar gyfer ffynonellau golau sy'n gweithredu mewn bandiau tonfedd arbenigol (megis 1450-1600 nm).
3. Mwyhadur Ffibr a Thechnoleg Integreiddio Ffynhonnell Ysgafn
Erbium - Gall chwyddseinyddion ffibr dop (EDFAS) a chwyddseinyddion Raman ymhelaethu yn uniongyrchol ar signalau optegol mewn ffibr - systemau cyfathrebu optig, gan leihau'r angen am ailadroddwyr. Yn ogystal, gall integreiddio ffynonellau golau â chwyddseinyddion (megis laserau adborth dosbarthedig + EDFAs) wella integreiddiad a sefydlogrwydd system ymhellach.
Cymwysiadau Ffynonellau Golau Optig Ffibr -
Ffibr - Mae ffynonellau golau optig yn chwarae rôl anadferadwy mewn sawl maes:
Cyfathrebu Optegol: Mae - cyflymder cyflymder - systemau cyfathrebu optig yn dibynnu ar ffynonellau golau sefydlog. Er enghraifft, mae cyfraddau trosglwyddo o 100 Gbps ac uwch yn gofyn am gul - llinell linell, - ffynonellau laser chirp.
Ffibr - Synhwyro optig: ffibr wedi'i ddosbarthu - Mae synhwyro optig (fel dts a das) yn trosoli priodweddau cydlyniant ffynonellau golau i gyflawni mesur manwl gywirdeb - uchel o feintiau corfforol fel tymheredd a straen.
Meddygol a Diwydiannol: Uchel - Defnyddir laserau ffibr pŵer mewn llawfeddygaeth laser, torri deunyddiau, a weldio, gan gynnig manteision manwl gywirdeb uchel a difrod thermol isel.
Nghasgliad
Mae datblygu technoleg ffynhonnell golau optig ffibr - wedi gyrru cynnydd yn y diwydiant optoelectroneg. Mae ei ddulliau'n cwmpasu sawl maes, gan gynnwys cyplu laser lled -ddargludyddion, dyluniad laser ffibr, ac integreiddio mwyhadur. Yn y dyfodol, gyda datblygiad deunyddiau ffibr newydd (megis Hollow - ffibr craidd a ffibr wedi'i dopio arbenigol) ac optimeiddio prosesau gweithgynhyrchu, ffibr - Bydd ffynonellau golau optig yn chwarae rhan allweddol mewn ystod ehangach o feysydd, yn enwedig mewn cyflymder {5}.
