เครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์แบบเพิ่มประสิทธิภาพ

ปรับปรุงแล้วเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์

เครื่องขยายสัญญาณออปติกเซมิคอนดักเตอร์แบบปรับปรุงประสิทธิภาพเป็นรุ่นอัพเกรดของเครื่องขยายสัญญาณออปติกเซมิคอนดักเตอร์ (เครื่องขยายสัญญาณออปติคอล SOA) เป็นเครื่องขยายเสียงที่ใช้สารกึ่งตัวนำเป็นตัวกลางในการเพิ่มอัตราขยาย โครงสร้างคล้ายกับไดโอดเลเซอร์ Fabry-Pero แต่โดยทั่วไปแล้วผิวหน้าด้านปลายจะเคลือบด้วยฟิล์มป้องกันแสงสะท้อน การออกแบบล่าสุดประกอบด้วยฟิล์มป้องกันแสงสะท้อน ท่อนำคลื่นเอียง และบริเวณหน้าต่าง ซึ่งสามารถลดค่าการสะท้อนแสงของผิวหน้าด้านปลายให้ต่ำกว่า 0.001% เครื่องขยายเสียงออปติคัลประสิทธิภาพสูงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการขยายสัญญาณ (ออปติคัล) เนื่องจากมีความเสี่ยงสูงที่จะสูญเสียสัญญาณระหว่างการส่งสัญญาณระยะไกล เนื่องจากสัญญาณออปติคัลถูกขยายโดยตรง วิธีการแปลงสัญญาณออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าแบบเดิมจึงกลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น ดังนั้น การใช้เอสโอเอช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งข้อมูลอย่างมีนัยสำคัญ เทคโนโลยีนี้มักใช้สำหรับการแบ่งกำลังและชดเชยการสูญเสียในเครือข่าย WDM

สถานการณ์การใช้งาน

ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง สามารถใช้เครื่องขยายสัญญาณออปติคอลแบบเซมิคอนดักเตอร์ (SOA) ได้ในหลายพื้นที่การใช้งาน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและระยะการส่งข้อมูลของระบบสื่อสาร ตัวอย่างการใช้งานเครื่องขยายสัญญาณ SOA ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงโดยทั่วไปมีดังนี้:

พรีแอมป์: SOAเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลสามารถใช้เป็นพรีแอมป์ที่ปลายรับแสงในระบบสื่อสารระยะไกลที่มีเส้นใยแก้วนำแสงเกิน 100 กิโลเมตร ช่วยเพิ่มหรือขยายความแรงของสัญญาณขาออกในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงระยะไกล ช่วยชดเชยระยะการส่งข้อมูลที่ไม่เพียงพออันเนื่องมาจากสัญญาณขนาดเล็กที่ส่งออกมาอ่อน นอกจากนี้ SOA ยังสามารถนำมาใช้เพื่อนำเทคโนโลยีการสร้างสัญญาณเครือข่ายออปติกมาใช้ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงได้อีกด้วย

การสร้างสัญญาณออปติคัลใหม่ทั้งหมด: ในเครือข่ายออปติคัล เมื่อระยะการส่งสัญญาณเพิ่มขึ้น สัญญาณออปติคัลจะเสื่อมลงเนื่องจากการลดทอนสัญญาณ การกระจายสัญญาณ สัญญาณรบกวน ความถี่ของสัญญาณ และสัญญาณรบกวนข้ามสัญญาณ เป็นต้น ดังนั้น ในการส่งสัญญาณระยะไกล จำเป็นต้องชดเชยสัญญาณออปติคัลที่เสื่อมลงเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของข้อมูลที่ส่งออก การสร้างสัญญาณออปติคัลใหม่ทั้งหมดหมายถึงการขยายสัญญาณ การปรับรูปทรง และการปรับเวลา การขยายสัญญาณเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล เช่น เครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องขยายสัญญาณ EDFA และ Raman (RFA)

ในระบบการตรวจจับเส้นใยแก้วนำแสง เครื่องขยายสัญญาณออปติกเซมิคอนดักเตอร์ (เครื่องขยายเสียง SOA) สามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณออปติคัล ซึ่งจะช่วยเพิ่มความไวและความแม่นยำของเซ็นเซอร์ ตัวอย่างการใช้งานทั่วไปของ SOA ในระบบตรวจจับด้วยใยแก้วนำแสงมีดังนี้

การวัดความเครียดของเส้นใยแก้วนำแสง: ยึดเส้นใยแก้วนำแสงไว้กับวัตถุที่ต้องการวัดความเครียด เมื่อวัตถุได้รับความเครียด การเปลี่ยนแปลงของความเครียดจะทำให้ความยาวของเส้นใยแก้วนำแสงเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ส่งผลให้ความยาวคลื่นหรือจังหวะของสัญญาณแสงที่ส่งไปยังเซ็นเซอร์ PD เปลี่ยนแปลงไป เครื่องขยายสัญญาณ SOA สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับได้โดยการขยายและประมวลผลสัญญาณแสง

การวัดแรงดันใยแก้วนำแสง: การรวมใยแก้วนำแสงเข้ากับวัสดุที่ไวต่อแรงดัน เมื่อวัตถุได้รับแรงดัน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของการสูญเสียแสงภายในใยแก้วนำแสง SOA สามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณแสงอ่อนๆ นี้เพื่อให้ได้การวัดแรงดันที่มีความไวสูง

SOA ซึ่งเป็นแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ เป็นอุปกรณ์สำคัญในด้านการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงและการตรวจจับด้วยใยแก้วนำแสง การขยายและประมวลผลสัญญาณออปติคัลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบและความไวในการตรวจจับ การใช้งานเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงที่มีความเร็วสูง เสถียร และเชื่อถือได้ รวมถึงการตรวจจับด้วยใยแก้วนำแสงที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ