ವಿವರಣೆ: ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್EDFA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್
ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ (ಇಡಿಎಫ್ಎ, ಅಂದರೆ, ಸಿಗ್ನಲ್ ಮೂಲಕ ಫೈಬರ್ ಕೋರ್‌ನಲ್ಲಿ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ Er3 + ಹೊಂದಿರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್) 1985 ರಲ್ಲಿ ಸೌತಾಂಪ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಮೊದಲ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಶ್ರೇಷ್ಠ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಎಂಬುದು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶ ಎರ್ಬಿಯಂ (Er) ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಫೈಬರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಇದರ ಮೂಲವಾಗಿದೆಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್. 1980 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ, ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿವೆ. WDM ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ. ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿದೆ.
ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್: ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಬಳಸುವ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸದೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ (EDFA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್, ಅಂದರೆ, ಸಿಗ್ನಲ್ ಮೂಲಕ ಫೈಬರ್ ಕೋರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎರ್ಬಿಯಂ ಅಯಾನ್ Er3 + ಹೊಂದಿರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್) ಯುನೈಟೆಡ್ ಕಿಂಗ್‌ಡಮ್‌ನ ಸೌತಾಂಪ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಜಪಾನ್‌ನ ಟೊಹೊಕು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಮೊದಲ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಶ್ರೇಷ್ಠ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶ ಎರ್ಬಿಯಂ (Er) ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಫೈಬರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್‌ನ ತಿರುಳಾಗಿದೆ. 1980 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ, ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್‌ಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. WDM ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ. ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಆಗಿದೆ.
ಮೂಲ ನಿಯತಾಂಕ
ಪದದ ಹೆಸರು: ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್
ಸಂಬಂಧಿತ ಪದ:ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್
ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ (Nd, Er, Pr, Tm, ಇತ್ಯಾದಿ) ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ಫೈಬರ್ ಬಹು-ಹಂತದ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಬೆಳಕನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸಬಹುದು. ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿದ ನಂತರ, ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ND-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತರಂಗಾಂತರವು 1060nm ಮತ್ತು 1330nm ಆಗಿದೆ, ಆದರೆ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪೋರ್ಟ್‌ನಿಂದ ವಿಚಲನ ಮತ್ತು ಇತರ ಕೆಲವು ಕಾರಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಅದರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯವು ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. EDFA ಮತ್ತು PDFA ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದ ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟ (1550nm) ಮತ್ತು ಶೂನ್ಯ ಪ್ರಸರಣ ತರಂಗಾಂತರ (1300nm) ವಿಂಡೋದಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು TDFA S-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ EDFA, ಅತ್ಯಂತ ವೇಗದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ.
ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಅನೇಕ ಹೊಸ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಲೇ ಇವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ (DBFA) ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಬಹುತೇಕ ಸಂಪೂರ್ಣ ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ (WDM) ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದೇ ರೀತಿಯ ಉತ್ಪನ್ನವೆಂದರೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ವೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ (UWOA), ಇದು ಒಂದೇ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ 100 ತರಂಗಾಂತರ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ವರ್ಧಿಸಲು ಕವರೇಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆ
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ (EDFA ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್) ಅನ್ವಯವು ಬಹಳಷ್ಟು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಪೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ರಿಲೇ ದೂರವನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದೀರ್ಘ-ದೂರ ಕೇಬಲ್ ಟ್ರಂಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ.
ಇದರ ಮುಖ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಸೇರಿವೆ:
1, ಬೆಳಕಿನ ದೂರ ವರ್ಧಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ ರಿಪೀಟರ್‌ಗಳು ಹಲವು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮತ್ತು ಅನಲಾಗ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಪರಿವರ್ತಿಸಿದಾಗ, ರಿಪೀಟರ್ ಅನ್ನು ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬೇಕು; ಉಪಕರಣಗಳು ಕಡಿಮೆ ವೇಗದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಬದಲಾದಾಗ, ರಿಪೀಟರ್ ಅನ್ನು ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬೇಕು. ಬೆಳಕಿನ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಒಂದೇ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಮಾತ್ರ ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ, ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು ಈ ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತವೆ, ಸಿಗ್ನಲ್ ಮೋಡ್‌ನ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಅವು ಬದಲಾಗಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಉಪಕರಣವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದಾಗ ಅಥವಾ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಬಳಸಿದಾಗ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.
2, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್ ಪೋಸ್ಟ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಸೀವರ್ ಪ್ರಿಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್‌ನ ಪೋಸ್ಟ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿ, ಲೇಸರ್‌ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು 0db ನಿಂದ +10db ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಸೀವರ್‌ನ ಪ್ರಿಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿದಾಗ, ಅದರ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಸಹ ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೇವಲ 1-2 ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ದೂರವನ್ನು 100-200 ಕಿಮೀ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.
ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್(EDFA ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್) ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು. ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಪ್ರಪಂಚವು ಗುರುತಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು ಸಹ ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ದೂರದ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಕ್ಕೆ ಇರಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ನಿಲ್ದಾಣದ ವ್ಯವಹಾರ ಸಂಪರ್ಕವು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ, ದೋಷಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಸುಲಭವಲ್ಲ, ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲದ ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ದೀರ್ಘವಾಗಿಲ್ಲ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ನಿರಂತರ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ತೃಪ್ತಿಕರವಾಗಿ ಪರಿಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಮಾರ್ಚ್-14-2025