ការពិពណ៌នា: ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកជាតិ Erbium ឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក EDFA

ការពិពណ៌នា៖ ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbiumឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក EDFA

 

ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិកដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium (EDFAពោលគឺឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដែលមាន Er3+ ដូបនៅក្នុងស្នូលសរសៃតាមរយៈសញ្ញា) គឺជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដំបូងគេដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសាកលវិទ្យាល័យ Southampton ក្នុងឆ្នាំ 1985 ហើយវាគឺជាការច្នៃប្រឌិតដ៏អស្ចារ្យបំផុតមួយក្នុងការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិក។ សរសៃដែលមាន Erbium ដូបគឺជាប្រភេទសរសៃដែលមានអ៊ីយ៉ុង erbium (Er) ធាតុផែនដីដ៏កម្រមួយចំនួនតូចនៅក្នុងសរសៃរ៉ែថ្មខៀវ ដែលជាស្នូលនៃឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbiumចាប់តាំងពីចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 មក ការរកឃើញដ៏សំខាន់ត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ erbium។ បច្ចេកវិទ្យា WDM បានបង្កើនសមត្ថភាពនៃការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិកយ៉ាងខ្លាំង។ វាគឺជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិកដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនៅក្នុងការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិក។

 

កម្មវិធី៖ ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិក គឺជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិក ដែលពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដោយផ្ទាល់នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិក។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងដែលប្រើប្រាស់សរសៃអុបទិក វាគឺជាបច្ចេកវិទ្យាមួយដែលពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដោយផ្ទាល់ដោយមិនចាំបាច់បំលែងសញ្ញាអុបទិកទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនី។ ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium (ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិក EDFA ពោលគឺឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដែលមានអ៊ីយ៉ុង Erbium Er3+ នៅក្នុងស្នូលសរសៃតាមរយៈសញ្ញា) គឺជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិកដំបូងគេដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសាកលវិទ្យាល័យ Southampton នៅចក្រភពអង់គ្លេស និងសាកលវិទ្យាល័យ Tohoku របស់ប្រទេសជប៉ុន វាគឺជាការច្នៃប្រឌិតដ៏អស្ចារ្យបំផុតមួយក្នុងការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិក។ សរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium គឺជាប្រភេទសរសៃដែលមានអ៊ីយ៉ុង Erbium (Er) ធាតុផែនដីដ៏កម្រមួយចំនួនតូចនៅក្នុងសរសៃ Quartz ដែលជាស្នូលនៃឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium។ ចាប់តាំងពីចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 មក មានការរកឃើញដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium។ បច្ចេកវិទ្យា WDM បានបង្កើនសមត្ថភាពនៃការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិកយ៉ាងខ្លាំង។ វាគឺជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនៅក្នុងការទំនាក់ទំនងសរសៃអុបទិក។

 

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រមូលដ្ឋាន

ឈ្មោះពាក្យ៖ ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium

ពាក្យពាក់ព័ន្ធ៖ឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក

ជាតិសរសៃ Quartz ដែលមានធាតុផែនដីដ៏កម្រ (ដូចជា Nd, Er, Pr, Tm ជាដើម) អាចបង្កើតជាប្រព័ន្ធឡាស៊ែរច្រើនកម្រិត ហើយពង្រីកពន្លឺសញ្ញាបញ្ចូលដោយផ្ទាល់ក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺបូម។ បន្ទាប់ពីផ្តល់នូវមតិប្រតិកម្មសមស្រប ឡាស៊ែរជាតិសរសៃត្រូវបានបង្កើតឡើង។ រលកប្រតិបត្តិការនៃឧបករណ៍ពង្រីកជាតិសរសៃដែលមាន ND គឺ 1060nm និង 1330nm ប៉ុន្តែការអភិវឌ្ឍ និងការអនុវត្តរបស់វាមានកម្រិតដោយសារតែគម្លាតពីច្រកទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃល្អបំផុត និងហេតុផលមួយចំនួនទៀត។ រលកប្រតិបត្តិការរបស់ EDFA និង PDFA ស្ថិតនៅក្នុងបង្អួចបាត់បង់ទាបបំផុត (1550nm) និងរលកបំបែកសូន្យ (1300nm) នៃការទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិករៀងៗខ្លួន ហើយ TDFA ដំណើរការនៅក្នុង S-band ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់កម្មវិធីប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិក។ ជាពិសេស EDFA ដែលជាការអភិវឌ្ឍលឿនបំផុត គឺជាក់ស្តែង។

ដោយផ្អែកលើការអភិវឌ្ឍនៃជាតិសរសៃដែលមានជាតិ erbium-doped ឧបករណ៍ពង្រីកជាតិសរសៃថ្មីៗជាច្រើននៅតែបន្តលេចឡើង។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ពង្រីកជាតិសរសៃ dual-band (DBFA) ដែលផ្អែកលើជាតិសរសៃដែលមានជាតិ erbium-doped គឺជាឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក broadband ហើយ broadband អាចគ្របដណ្តប់ស្ទើរតែទាំងស្រុងនៃ wavelength division multiplexing (WDM)។ ផលិតផលស្រដៀងគ្នានេះគឺឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក ultra-wideband (UWOA) ដែលមាន bandwidth គ្របដណ្តប់ដើម្បីពង្រីកឆានែលរលកប្រវែងរហូតដល់ 100 នៅក្នុងជាតិសរសៃតែមួយ។

ការអនុវត្តជាក់ស្តែង

ការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium (ឧបករណ៍ពង្រីក EDFA) នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងឌីជីថលសរសៃអុបទិកធម្មតាអាចជួយសន្សំសំចៃឧបករណ៍ធ្វើឡើងវិញអុបទិកបានច្រើន ហើយចម្ងាយបញ្ជូនបន្តត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង ដែលមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ប្រព័ន្ធដើមខ្សែចម្ងាយឆ្ងាយ។

កម្មវិធីសំខាន់ៗរបស់វារួមមាន៖

១, អាចប្រើជាឧបករណ៍ពង្រីកចម្ងាយពន្លឺ។ ឧបករណ៍បញ្ជូនបន្តខ្សែកាបអុបទិកអេឡិចត្រូនិចបែបប្រពៃណីមានដែនកំណត់ជាច្រើន។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលសញ្ញាឌីជីថល និងសញ្ញាអាណាឡូកត្រូវបានបំលែងទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ឧបករណ៍បញ្ជូនបន្តគួរតែត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅតាមនោះ។ នៅពេលដែលឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរពីល្បឿនទាបទៅល្បឿនលឿន ឧបករណ៍បញ្ជូនបន្តគួរតែត្រូវបានជំនួសទៅតាមនោះ។ បញ្ជូនតែរលកសញ្ញាពន្លឺដូចគ្នា ហើយរចនាសម្ព័ន្ធមានភាពស្មុគស្មាញ ថ្លៃ និងផ្សេងៗទៀត។ ឧបករណ៍ពង្រីកខ្សែកាបអុបទិកដែលមានដូប Erbium យកឈ្នះលើចំណុចខ្វះខាតទាំងនេះ មិនត្រឹមតែពួកវាមិនចាំបាច់ផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូររបៀបសញ្ញាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មិនចាំបាច់ជំនួសនៅពេលដែលឧបករណ៍ត្រូវបានពង្រីក ឬប្រើសម្រាប់ការបែងចែករលកអុបទិក។

2, អាចប្រើជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាបញ្ជូនអុបទិក និងឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាជាមុនរបស់ឧបករណ៍ទទួលអុបទិក។ ក្នុងនាមជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាក្រោយពេលបញ្ជូនអុបទិក ថាមពលបញ្ជូនរបស់ឡាស៊ែរអាចត្រូវបានបង្កើនពី 0db ដល់ +10db។ នៅពេលប្រើជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាជាមុនរបស់ឧបករណ៍ទទួលអុបទិក ភាពរសើបរបស់វាក៏អាចត្រូវបានកែលម្អយ៉ាងខ្លាំងផងដែរ។ ដូច្នេះ មានតែឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាដែលមានសារធាតុ erbium ចំនួន 1-2 ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានកំណត់នៅលើបន្ទាត់ ហើយចម្ងាយបញ្ជូនសញ្ញាអាចត្រូវបានបង្កើនពី 100-200 គីឡូម៉ែត្រ។

លើសពីនេះ ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ erbium (ឧបករណ៍ពង្រីកសំឡេង EDFA) ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា។ គុណសម្បត្តិពិសេសនៃអំភ្លីទ័រជាតិសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium ត្រូវបានទទួលស្គាល់ដោយពិភពលោក ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយកាន់តែខ្លាំងឡើង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អំភ្លីទ័រជាតិសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium ក៏មានដែនកំណត់មួយចំនួនផងដែរ។ ឧទាហរណ៍ ក្នុងការទំនាក់ទំនងចម្ងាយឆ្ងាយមិនអាចឡើងចុះបានទេ ការទំនាក់ទំនងអាជីវកម្មស្ថានីយ៍កាន់តែពិបាក មិនងាយស្រួលរកឃើញកំហុស អាយុកាលរបស់ប្រភពពន្លឺស្នប់មិនយូរទេ ជាមួយនឹងវឌ្ឍនភាពជាបន្តបន្ទាប់នៃបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិក បញ្ហាទាំងនេះនឹងត្រូវបានដោះស្រាយដោយពេញចិត្ត។


ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៤ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២៥