प्रकाशिक योजना

प्रकाशिक दोलनकरणको परिभाषा

प्रकाशिक दोलनकरण एउटा प्रक्रिया हो जहाँ उच्च-आवृत्ति को विद्युत संकेत जसले जानकारी लिएको छ, त्यसको अनुसार प्रकाश तरंग बदलिन्छ। यो बदलिएको प्रकाश तरंगहरू त्यसपछि एउटा पारदर्शी माध्यम वा ऑप्टिकल फाइबर केबल द्वारा प्रसारित गरिन्छ।

अधिक निश्चित रूपमा, प्रकाशिक दोलनकरणलाई जानकारी लिएको विद्युत संकेतलाई तुल्य प्रकाश संकेतमा रूपान्तरण गर्ने भन्दा अन्य तरिका रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ। यो रूपान्तरणले डेटाको दूरीभागात उच्च विश्वसनीयतासँग प्रभावकारी प्रसारण सम्भव बनाउँछ।

मूलतया, प्रकाशिक संकेतलाई दोलनकरण गर्ने दुई विभिन्न तरिका छन्, जुन यस प्रकार वर्गीकृत गरिएका छन्:

सीधा दोलनकरण

नाममा दिएको छ भने, सीधा दोलनकरण एउटा तकनीक हो जहाँ प्रसारण गर्ने निर्धारित जानकारीलाई स्रोत द्वारा निकालिएको प्रकाश धारामा सीधा रूपमा अधिहरण गरिन्छ। यस तकनीकमा, प्रकाश स्रोत (सामान्यतया लेजर) को ड्राइभिङ्ग विद्युत धारा विद्युत जानकारी संकेतको अनुसार सीधा रूपमा परिवर्तित गरिन्छ। यो सीधा धारा परिवर्तनले ऑप्टिकल शक्ति संकेतमा तुल्य परिवर्तन उत्पन्न गर्छ, जसले अलग ऑप्टिकल दोलनकरण यन्त्रको आवश्यकता निकाल्दछ।

तर, यो दोलनकरण तकनीकमा महत्वपूर्ण दुर्गुणहरू छन्। यी दुर्गुणहरू मुख्यतया स्वतः र संकेतित उत्सर्जनको वाहक जीवनकाल र प्रकाश स्रोतको फोटोन जीवनकालसँग सम्बन्धित छन्। लेजर ट्रान्समिटरलाई सीधा दोलनकरण गर्ने लागि प्रयोग गर्दा, लेजर विद्युत संकेत वा ड्राइभिङ्ग धाराको अनुसार चालू र बन्द गरिन्छ। यस प्रक्रियामा, लेजर लाइनविस्तार विस्तारित हुन्छ, जसलाई चिर्प भनिन्छ। यो लेजर लाइनविस्तारको विस्तार सीधा दोलनकरणको अनुपयोगी बनाउँछ, जसले 2.5 Gbps भन्दा बढी डेटा दरको लागि यो अनुपयुक्त बनाउँछ।

बाहिरी दोलनकरण

सन्तुलनमा, बाहिरी दोलनकरण विशेषज्ञ ऑप्टिकल दोलनकरण यन्त्रहरू प्रयोग गर्दछ जसले प्रकाश संकेतहरूलाई बदल्दछ र उनीहरूको विशेषताहरू बदल्दछ। यो तकनीक 10 Gbps भन्दा बढी डेटा दरको संकेतहरू दोलनकरण गर्न विशेष रूपमा उपयुक्त छ। यद्यपि यो उच्च-गति डेटाको साथ बाट अच्छो रहन्छ, तर उच्च-डेटा-दर संकेतहरूको लागि बाहिरी दोलनकरणको एकमात्र उपयोग नहुन्छ; यसलाई अन्य परिस्थितिहरूमा पनि लागू गर्न सकिन्छ।

यस चित्रले बाहिरी दोलनकरण यन्त्रको कार्यप्रणालीलाई दर्शाउँछ, जसले यसलाई वांछित दोलनकरण पार्न सहयोग गर्दछ।

बाहिरी दोलनकरणको विवरण

बाहिरी दोलनकरण व्यवस्थामा, पहिलो घटक प्रकाश स्रोत हुन्छ, जसको आम तौरले लेजर डाइओड हुन्छ। लेजर डाइओडको अनुसार, एउटा ऑप्टिकल दोलनकरण सर्किट आउँछ। यो सर्किट स्रोत द्वारा निकालिएको प्रकाश तरंगलाई आने विद्युत संकेतको अनुसार मोडिफाइड गर्छ।

लेजर डाइओडले एक स्थिर अम्प्लिट्युद भएको प्रकाश संकेत उत्पन्न गर्छ। त्यसैले, प्रकाश संकेतको अम्प्लिट्युद बदल्न बजाय, विद्युत संकेतले प्रकाश आउटपुटको शक्ति स्तरमा प्रभाव पार्छ। त्यसरी, दोलनकरणको आउटपुटमा एउटा समय-परिवर्तनशील प्रकाश संकेत उत्पन्न हुन्छ, जसले विद्युत इनपुटमा एन्कोड गरिएको जानकारी लिएको छ।

यो महत्वपूर्ण छ कि बाहिरी दोलनकरण सर्किट दुई तरिकाले डिजाइन गरिन सकिन्छ। यसलाई प्रकाश स्रोतसँग एकीकृत गरिन सकिन्छ, जसले एक छोटो र सुगठित समाधान उत्पन्न गर्छ। वा, यसले एक अलग, स्वतंत्र यन्त्रको रूपमा काम गर्न सकिन्छ, जसले प्रणाली डिजाइन र एकीकरणमा लचीलापन उपलब्ध गर्छ।

बाहिरी दोलनकरण प्रक्रियामा केन्द्रीय रूपमा प्रकाशिक दोलनकरण यन्त्रहरू छन्, जसलाई दुई प्रमुख वर्गमा वर्गीकृत गरिन सकिन्छ:

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल फेज दोलनकरण यन्त्र

यसलाई माच-जेहनर दोलनकरण यन्त्र पनि भनिन्छ, यो प्रकारको प्रकाशिक दोलनकरण यन्त्र मुख्यतया लिथियम निओबेट नामक आधारभूत सामग्रीको प्रयोग गरी निर्माण गरिन्छ। लिथियम निओबेटको विशेष गुणहरूले विद्युत इनपुट आधारित रूपमा प्रकाश संकेतलाई निश्चित रूपमा मान्यता दिन सकिन्छ। यस चित्रले इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल बाहिरी दोलनकरण यन्त्रको कार्यप्रणालीलाई दर्शाउँछ, जसले यसलाई विद्युत र प्रकाश घटकहरूको बीचको अन्तर्क्रियाको माध्यम द्वारा प्रकाश संकेत बदल्ने विवरण देखाउँछ।

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल फेज दोलनकरण यन्त्रको कार्यप्रणाली

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल फेज दोलनकरण यन्त्रमा, बीम स्प्लिटर र बीम कम्बाइनर प्रकाश तरंगहरूलाई मान्यता दिन अहिलेको भूमिका खेल्छ। जब प्रकाश संकेत दोलनकरण यन्त्रमा प्रवेश गर्छ, बीम स्प्लिटरले प्रकाश बीमलाई दुई बराबर भागमा विभाजित गर्छ, र प्रत्येक भागलाई एक विशिष्ट मार्ग द्वारा दिन्छ। त्यसपछि, एक लगाएको विद्युत संकेतले एउटा मार्ग दिने प्रकाश बीमको फेज बदल्दछ।

अपनाएको मार्गहरू पार गर्दा, दुई प्रकाश तरंगहरू बीम कम्बाइनरमा पुग्छ, जहाँ यी फेरि जोडिन्छ। यो जोडिन दुई तरिकाले गरिन सकिन्छ: निर्माणको र नष्टकारी। जब निर्माणको जोडिन घटिन्छ, त्यसपछि जोडिएका दुई प्रकाश तरंगहरू एउटै रूपमा बलिन्छ, जसले दोलनकरण यन्त्रको आउटपुटमा एक चमकिलो प्रकाश तरंग उत्पन्न गर्छ, जसलाई पल्स 1 द्वारा दर्शाइन्छ। तर, जब नष्टकारी जोडिन घटिन्छ, त्यसपछि दुई अर्ध भागहरू प्रकाश बीमले एउटै रूपमा रद्द गर्छ, जसले आउटपुटमा कुनै प्रकाश संकेत देखाउँदैन, जसलाई पल्स 0 द्वारा दर्शाइन्छ।

इलेक्ट्रो-अवशोषण दोलनकरण यन्त्र

इलेक्ट्रो-अवशोषण दोलनकरण यन्त्र मुख्यतया इन्डियम फास्फाइड नामक सामग्री द्वारा निर्मित गरिन्छ। यस प्रकारको दोलनकरण यन्त्रमा, जानकारी लिएको विद्युत संकेतले प्रकाश फेल्चिएको सामग्रीको गुणहरू बदल्दछ। यी गुणहरूको बदल अनुसार, आउटपुटमा या त पल्स 1 वा 0 उत्पन्न हुन्छ।

ध्यान दिनुपर्छ कि इलेक्ट्रो-अवशोषण दोलनकरण यन्त्रलाई लेजर डाइओडसँग एकीकृत गरिन सकिन्छ र एक मानक बटरफ्लाई पैकेजमा राखिन सकिन्छ। यो एकीकृत डिजाइन धेरै फाइदा दिन्छ। दोलनकरण यन्त्र र लेजर डाइओडलाई एक एकाइमा जोड्दा, यो यन्त्रको सम्पूर्ण स्थान आवश्यकता कम गर्छ। यसको उपरान्त, यो शक्ति उपभोग र वोल्टेज आवश्यकता निम्न गर्छ, जसले एक अलग लेजर स्रोत र दोलनकरण सर्किट बाट तुलना गर्दा यो अधिक संकुचित, प्रभावकारी र व्यावहारिक समाधान बनाउँछ, जसले विभिन्न प्रकाशिक संचार अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छ।