অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের ক্ষেত্রে অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার

অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের ক্ষেত্রে অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার

An অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারঅপটিক্যাল সিগন্যালকে প্রশস্ত করে এমন একটি ডিভাইস। অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের ক্ষেত্রে, এটি প্রধানত নিম্নলিখিত ভূমিকা পালন করে: 1. অপটিক্যাল শক্তি বৃদ্ধি এবং প্রশস্তকরণ। অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের সামনের প্রান্তে অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ার স্থাপন করে, ফাইবারে প্রবেশকারী অপটিক্যাল শক্তি বৃদ্ধি করা যেতে পারে। 2. অনলাইন রিলে এমপ্লিফিকেশন, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থায় বিদ্যমান রিপিটারগুলিকে প্রতিস্থাপন করে; 3. প্রি-এমপ্লিফিকেশন: রিসিভিং প্রান্তে ফটোডিটেক্টরের আগে, রিসিভিং সংবেদনশীলতা বাড়ানোর জন্য দুর্বল আলো সংকেতকে প্রি-এমপ্লিফাই করা হয়।

বর্তমানে, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগে গৃহীত অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারগুলির মধ্যে প্রধানত নিম্নলিখিত প্রকারগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: ১. সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার (SOA অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার)/সেমিকন্ডাক্টর লেজার অ্যামপ্লিফায়ার (SLA অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার); 2. রেয়ার আর্থ-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার, যেমন বেট-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার (EDFA অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ার), ইত্যাদি। ৩. নন-লিনিয়ার ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার, যেমন ফাইবার রমন অ্যামপ্লিফায়ার, ইত্যাদি। নিচে যথাক্রমে একটি সংক্ষিপ্ত ভূমিকা দেওয়া হল।

১. সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার: বিভিন্ন প্রয়োগের পরিস্থিতিতে এবং বিভিন্ন প্রান্তের প্রতিফলন সহ, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি বিভিন্ন ধরণের সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার তৈরি করতে পারে। যদি সেমিকন্ডাক্টর লেজারের ড্রাইভিং কারেন্ট তার থ্রেশহোল্ডের চেয়ে কম হয়, অর্থাৎ, কোনও লেজার তৈরি হয় না, তবে এই সময়ে, একটি অপটিক্যাল সিগন্যাল এক প্রান্তে ইনপুট করা হয়। যতক্ষণ পর্যন্ত এই অপটিক্যাল সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি লেজারের বর্ণালী কেন্দ্রের কাছাকাছি থাকে, ততক্ষণ এটি প্রশস্ত হবে এবং অন্য প্রান্ত থেকে আউটপুট হবে। এই ধরণেরসেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ারএকে বলা হয় ফ্যাব্রি-পেরোপ টাইপ অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার (FP-SLA)। যদি লেজারটি থ্রেশহোল্ডের উপরে পক্ষপাতদুষ্ট হয়, তাহলে এক প্রান্ত থেকে দুর্বল একক-মোড অপটিক্যাল সিগন্যাল ইনপুট, যতক্ষণ পর্যন্ত এই অপটিক্যাল সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি এই মাল্টিমোড লেজারের বর্ণালীর মধ্যে থাকে, ততক্ষণ অপটিক্যাল সিগন্যালটি প্রশস্ত করা হবে এবং একটি নির্দিষ্ট মোডে লক করা হবে। এই ধরণের অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারকে ইনজ্যাকশন-লকড টাইপ অ্যামপ্লিফায়ার (IL-SLA) বলা হয়। যদি একটি সেমিকন্ডাক্টর লেজারের দুটি প্রান্ত মিরর-লেপযুক্ত বা অ্যান্টি-রিফ্লেকশন ফিল্মের একটি স্তর দিয়ে বাষ্পীভূত করা হয়, যার ফলে এর নির্গমন খুব ছোট হয়ে যায় এবং ফ্যাব্রি-পেরো রেজোন্যান্ট ক্যাভিটি তৈরি করতে অক্ষম হয়, যখন অপটিক্যাল সিগন্যাল সক্রিয় তরঙ্গগাইড স্তরের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি ভ্রমণের সময় প্রশস্ত করা হবে। অতএব, এই ধরণের অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারকে ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টাইপ অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার (TW-SLA) বলা হয়, এবং এর গঠন নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে। যেহেতু ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টাইপ অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারের ব্যান্ডউইথ ফ্যাব্রি-পেরট টাইপ অ্যামপ্লিফায়ারের চেয়ে তিন ক্রম বেশি এবং এর 3dB ব্যান্ডউইথ 10THz পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, তাই এটি বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির অপটিক্যাল সিগন্যালকে প্রশস্ত করতে পারে এবং এটি একটি অত্যন্ত প্রতিশ্রুতিশীল অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার।

২. বেট-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার: এটি তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত: প্রথমটি হল একটি ডোপড ফাইবার যার দৈর্ঘ্য কয়েক মিটার থেকে দশ মিটার পর্যন্ত। এই অমেধ্যগুলি মূলত বিরল আর্থ আয়ন, যা লেজার অ্যাক্টিভেশন উপাদান তৈরি করে; দ্বিতীয়টি হল লেজার পাম্প উৎস, যা আলোর পরিবর্ধন অর্জনের জন্য ডোপড বিরল আর্থ আয়নগুলিকে উত্তেজিত করার জন্য উপযুক্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শক্তি সরবরাহ করে। তৃতীয়টি হল কাপলার, যা পাম্প আলো এবং সংকেত আলোকে ডোপড অপটিক্যাল ফাইবার অ্যাক্টিভেশন উপাদানের সাথে সংযুক্ত করতে সক্ষম করে। একটি ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের কার্য নীতি একটি সলিড-স্টেট লেজারের মতো। এটি লেজার-সক্রিয় উপাদানের মধ্যে একটি বিপরীত কণা সংখ্যা বিতরণ অবস্থা তৈরি করে এবং উদ্দীপিত বিকিরণ তৈরি করে। একটি স্থিতিশীল কণা সংখ্যা বিপরীত বিতরণ অবস্থা তৈরি করতে, অপটিক্যাল ট্রানজিশনে দুটিরও বেশি শক্তি স্তর জড়িত থাকা উচিত, সাধারণত তিন-স্তর এবং চার-স্তরীয় সিস্টেম, একটি পাম্প উৎস থেকে শক্তির অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ সহ। কার্যকরভাবে শক্তি সরবরাহের জন্য, পাম্প ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজার ফোটনের চেয়ে কম হওয়া উচিত, অর্থাৎ, পাম্প ফোটনের শক্তি লেজার ফোটনের চেয়ে বেশি হওয়া উচিত। তদুপরি, অনুরণিত গহ্বর একটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া তৈরি করে, এবং এইভাবে একটি লেজার পরিবর্ধক তৈরি করা যেতে পারে।

৩. নন-লিনিয়ার ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার: নন-লিনিয়ার ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার এবং এর্বিয়াম ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার উভয়ই ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের শ্রেণীতে পড়ে। তবে, প্রথমটি কোয়ার্টজ ফাইবারের নন-লিনিয়ার প্রভাব ব্যবহার করে, অন্যদিকে দ্বিতীয়টি সক্রিয় মিডিয়াতে কাজ করার জন্য এর্বিয়াম-ডোপড কোয়ার্টজ ফাইবার ব্যবহার করে। সাধারণ কোয়ার্টজ অপটিক্যাল ফাইবারগুলি উপযুক্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শক্তিশালী পাম্প আলোর ক্রিয়ায় শক্তিশালী নন-লিনিয়ার প্রভাব তৈরি করবে, যেমন স্টিমুলেটেড র্যামন স্ক্যাটারিং (SRS), স্টিমুলেটেড ব্রিলোইন স্ক্যাটারিং (SBS), এবং ফোর-ওয়েভ মিক্সিং এফেক্ট। যখন পাম্প লাইটের সাথে অপটিক্যাল ফাইবার বরাবর সংকেত প্রেরণ করা হয়, তখন সংকেত আলোকে প্রশস্ত করা যেতে পারে। এইভাবে, তারা ফাইবার র্যামন অ্যামপ্লিফায়ার (FRA), ব্রিলোইন অ্যামপ্লিফায়ার (FBA) এবং প্যারামেট্রিক অ্যামপ্লিফায়ার তৈরি করে, যার সবকটিই বিতরণ করা ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার।

সারাংশ: সকল অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারের সাধারণ বিকাশের দিক হল উচ্চ লাভ, উচ্চ আউটপুট শক্তি এবং কম শব্দের চিত্র।