ಅರೆವಾಹಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಎಂದರೇನು?

ಏನು ಒಂದುಅರೆವಾಹಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಎನ್ನುವುದು ಅರೆವಾಹಕ ಗಳಿಕೆ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಬಳಸುವ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಆಗಿದೆ. ಇದು ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕೆಳಗಿನ ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯನ್ನು ಅರೆ-ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಲೇಪನದಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಗ್ನಲ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ ಏಕ-ಮೋಡ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಮೂಲಕ ರವಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನ ಅಡ್ಡ ಆಯಾಮವು 1-2 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅದರ ಉದ್ದವು 0.5-2 ಮಿಮೀ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿದೆ. ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಮೋಡ್ ಸಕ್ರಿಯ (ವರ್ಧನೆ) ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಅತಿಕ್ರಮಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದನ್ನು ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡಿದ ಪ್ರವಾಹವು ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ಗರಿಷ್ಠ ಲಾಭ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. SOA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದೂರಸಂಪರ್ಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಪಿಗ್‌ಟೇಲ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸುಮಾರು 1300nm ಅಥವಾ 1500nm ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ, ಸರಿಸುಮಾರು 30dB ಲಾಭವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ದಿSOA ಅರೆವಾಹಕ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ವರ್ಧಕಸ್ಟ್ರೈನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ PN ಜಂಕ್ಷನ್ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಬೆಳಕು ಪ್ರವೇಶಿಸಿದ ನಂತರ, ಪ್ರಚೋದಿತ ವಿಕಿರಣವು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆSOA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ವರ್ಧನೆಯು ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ. ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ವಾಹಕಗಳ ಚೇತರಿಕೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪಂಪ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ (ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್) ಕಳುಹಿಸಬಹುದು. ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ವರ್ಧಿಸಿದಾಗ, ಅದು ವರ್ಧಿತ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ವಿಕಿರಣ ಶಬ್ದವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ‍SOA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಅರೆವಾಹಕ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ.

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಚಿಪ್‌ಗಳು GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP ಮತ್ತು InP/InAlGaAs, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಸಂಯುಕ್ತ ಅರೆವಾಹಕಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಇವು ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಾಗಿವೆ. SOA ಯ ತರಂಗಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ವಿನ್ಯಾಸವು ಲೇಸರ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಅಥವಾ ಹೋಲುತ್ತದೆ. ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಗೇನ್ ಮಾಧ್ಯಮದ ಸುತ್ತಲೂ ಅನುರಣನ ಕುಹರವನ್ನು ರೂಪಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹಲವು ಬಾರಿ ವರ್ಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇನ್SOA ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್(ನಾವು ಇಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತಿರುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ವರ್ಧಕಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ), ಬೆಳಕು ಲಾಭ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಒಮ್ಮೆ ಮಾತ್ರ ಹಾದುಹೋಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರತಿಫಲನವು ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. SOA ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ರಚನೆಯು ಮೂರು ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಪ್ರದೇಶ P, ಪ್ರದೇಶ I (ಸಕ್ರಿಯ ಪದರ ಅಥವಾ ನೋಡ್), ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶ N. ಸಕ್ರಿಯ ಪದರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಾವಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಇದು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಿತಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1 ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಂಯೋಜಿತ SOA ಹೊಂದಿರುವ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್

ಚಾನಲ್ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ

SOAಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವರ್ಧನೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ: ಅವುಗಳನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ಬಳಸಬಹುದು, ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಗೇನ್ ಅಥವಾ ಕ್ರಾಸ್-ಫೇಸ್ ಧ್ರುವೀಕರಣದಂತಹ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು, ಇದು SOA ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಭಿನ್ನ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಾನಲ್ ವರ್ಗಾವಣೆ (ತರಂಗಾಂತರ ಪರಿವರ್ತನೆ), ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಸ್ವರೂಪ ಪರಿವರ್ತನೆ, ಗಡಿಯಾರ ಚೇತರಿಕೆ, ಸಿಗ್ನಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು.

ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿನ ಕಡಿತದೊಂದಿಗೆ, ಮೂಲ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಉಪವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಘಟಕಗಳಾಗಿ SOA ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನ ಅನ್ವಯಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ.