วิธีใช้เครื่องขยายสัญญาณออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์

วิธีการใช้งานของเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์(SOA) มีดังนี้:

แอมพลิฟายเออร์ออปติคัลแบบเซมิคอนดักเตอร์ SOA ถูกใช้อย่างแพร่หลายในทุกสาขาอาชีพ หนึ่งในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดคือโทรคมนาคม ซึ่งมีมูลค่าในการกำหนดเส้นทางและสวิตชิ่งเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ SOAยังใช้เพื่อเพิ่มหรือขยายสัญญาณเอาต์พุตของการสื่อสารด้วยสายใยแก้วนำแสงระยะไกลและเป็นเครื่องขยายสัญญาณแสงที่สำคัญมาก

ขั้นตอนการใช้งานขั้นพื้นฐาน

เลือกสิ่งที่เหมาะสมเครื่องขยายสัญญาณออปติคอล SOA:โดยพิจารณาจากสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดเฉพาะ ให้เลือกเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล SOA ที่มีพารามิเตอร์ที่เหมาะสม เช่น ความยาวคลื่นใช้งาน อัตราขยาย กำลังเอาต์พุตอิ่มตัว และค่าสัญญาณรบกวน ตัวอย่างเช่น ในระบบสื่อสารออปติคัล หากต้องการขยายสัญญาณในย่านความถี่ 1550 นาโนเมตร จำเป็นต้องเลือกเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล SOA ที่มีความยาวคลื่นใช้งานใกล้เคียงกับช่วงนี้

เชื่อมต่อเส้นทางแสง: เชื่อมต่อปลายด้านอินพุตของเครื่องขยายเสียงออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ SOA เข้ากับแหล่งสัญญาณออปติคอลที่ต้องการขยายสัญญาณ และเชื่อมต่อปลายด้านเอาต์พุตเข้ากับเส้นทางแสงหรืออุปกรณ์ออปติคอลถัดไป เมื่อเชื่อมต่อ ให้คำนึงถึงประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของใยแก้วนำแสงและพยายามลดการสูญเสียแสงให้น้อยที่สุด อุปกรณ์ต่างๆ เช่น ตัวต่อใยแก้วนำแสงและตัวแยกแสง สามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อเส้นทางแสงได้

ตั้งค่ากระแสไบอัส: ควบคุมค่าเกนของเครื่องขยายเสียง SOA โดยการปรับกระแสไบอัส โดยทั่วไป ยิ่งกระแสไบอัสสูง ค่าเกนก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็อาจนำไปสู่สัญญาณรบกวนที่เพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงของกำลังขับอิ่มตัว ค่ากระแสไบอัสที่เหมาะสมจำเป็นต้องพิจารณาจากข้อกำหนดจริงและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง SOA.

การตรวจสอบและปรับแต่ง: ในระหว่างการใช้งาน จำเป็นต้องตรวจสอบกำลังแสงขาออก ค่าเกน สัญญาณรบกวน และพารามิเตอร์อื่นๆ ของ SOA แบบเรียลไทม์ จากผลการตรวจสอบ ควรปรับกระแสไบอัสและพารามิเตอร์อื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและคุณภาพสัญญาณที่เสถียรของแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ SOA

การใช้งานในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน

ระบบสื่อสารด้วยแสง

เพาเวอร์แอมป์: ก่อนที่จะส่งสัญญาณออปติคอล จะมีการติดตั้งเพาเวอร์แอมป์ออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ SOA ไว้ที่ปลายด้านส่งสัญญาณ เพื่อเพิ่มกำลังของสัญญาณออปติคอลและขยายระยะการส่งสัญญาณของระบบ ตัวอย่างเช่น ในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงระยะไกล การขยายสัญญาณออปติคอลผ่านเพาเวอร์แอมป์ออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ SOA สามารถลดจำนวนสถานีถ่ายทอดสัญญาณได้

เครื่องขยายสัญญาณสาย: ในสายส่งสัญญาณออปติก SOA จะถูกวางไว้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อชดเชยการสูญเสียที่เกิดจากการลดทอนของไฟเบอร์และขั้วต่อ ช่วยให้มั่นใจถึงคุณภาพของสัญญาณออปติกในระหว่างการส่งสัญญาณระยะไกล

พรีแอมป์: ที่ปลายทางรับสัญญาณ SOA จะถูกวางไว้ด้านหน้าตัวรับออปติคัลในฐานะพรีแอมป์เพื่อเพิ่มความไวของตัวรับและปรับปรุงความสามารถในการตรวจจับสัญญาณออปติคัลที่อ่อน

2. ระบบตรวจจับด้วยแสง

ในเครื่องแยกสัญญาณไฟเบอร์แบรกก์เกรตติง (FBG) SOA จะส่งสัญญาณแสงไปยัง FBG ควบคุมทิศทางของสัญญาณแสงผ่านวงจรควบคุม และตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นหรือจังหวะของสัญญาณแสงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความเครียด ในการตรวจจับและวัดระยะด้วยแสง (LiDAR) เครื่องขยายสัญญาณแสง SOA แบบแบนด์แคบ เมื่อใช้ร่วมกับเลเซอร์ DFB สามารถให้กำลังขับสูงสำหรับการตรวจจับระยะไกล

3. การแปลงความยาวคลื่น

การแปลงความยาวคลื่นทำได้โดยการใช้เอฟเฟกต์แบบไม่เชิงเส้น เช่น การมอดูเลตแบบครอสเกน (XGM), การมอดูเลตแบบครอสเฟส (XPM) และการผสมคลื่นสี่คลื่น (FWM) ของเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล SOA ยกตัวอย่างเช่น ใน XGM ลำแสงตรวจจับคลื่นต่อเนื่องอ่อนๆ และลำแสงปั๊มแรงๆ จะถูกฉีดเข้าไปในเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล SOA พร้อมกัน ปั๊มจะถูกมอดูเลตและนำไปใช้กับแสงตรวจจับผ่าน XGM เพื่อให้ได้การแปลงความยาวคลื่น

4. เครื่องกำเนิดพัลส์ออปติคอล

ในการเชื่อมต่อการสื่อสารแบบแบ่งความยาวคลื่นแบบมัลติเพล็กซ์ OTDM ความเร็วสูง เลเซอร์วงแหวนแบบไฟเบอร์ล็อคโหมดที่มีตัวขยายสัญญาณออปติคัล SOA ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างพัลส์ที่ปรับความยาวคลื่นได้และมีอัตราการทำซ้ำสูง ด้วยการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น กระแสไบแอสของตัวขยายสัญญาณ SOA และความถี่การมอดูเลตของเลเซอร์ จะสามารถส่งออกพัลส์ออปติคัลที่มีความยาวคลื่นและความถี่การทำซ้ำที่แตกต่างกันได้

5. การกู้คืนนาฬิกาออปติคอล

ในระบบ OTDM สัญญาณนาฬิกาจะถูกกู้คืนจากสัญญาณออปติคัลความเร็วสูงผ่านลูปล็อกเฟสและสวิตช์ออปติคัลที่พัฒนาบนเครื่องขยายสัญญาณ SOA สัญญาณข้อมูล OTDM จะถูกเชื่อมต่อกับริงมิเรอร์ SOA ลำดับพัลส์ควบคุมออปติคัลที่สร้างขึ้นโดยเลเซอร์แบบล็อกโหมดที่ปรับได้จะขับเคลื่อนริงมิเรอร์ สัญญาณเอาต์พุตของริงมิเรอร์จะถูกตรวจจับโดยโฟโตไดโอด ความถี่ของออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) จะถูกล็อกที่ความถี่พื้นฐานของสัญญาณข้อมูลอินพุตผ่านลูปล็อกเฟส ซึ่งจะทำให้ได้การเรียกคืนสัญญาณนาฬิกาออปติคัล