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光纖激光器通常以光纖作為主要基質(zhì), 將盡可能降低信號傳輸過程中的色散程度和損耗作為激光器工作的主要目的, 運(yùn)用高新技術(shù)對現(xiàn)有的信息通信技術(shù)體系進(jìn)行整體的更新和優(yōu)化, 提高信息在光纖中傳播的距離和速度, 并不斷降低光纖通信系統(tǒng)的成本, 將提高經(jīng)濟(jì)效益作為一項重要任務(wù)來完成, 進(jìn)而實現(xiàn)光纖通信行業(yè)的長期健康發(fā)展。
一、光纖激光器的主要特點(diǎn)
1、光纖激光器的體積小。光纖是光纖激光器在進(jìn)行信息傳遞工作過程中的主要介質(zhì), 光纖相比較于其他信息傳遞的介質(zhì), 具有直徑較小、但同等體積下的表面積較大的特點(diǎn), 且光纖的形狀主要呈圓柱形, 這就為光纖的耦合工作的順利進(jìn)行提供了便利, 可以將數(shù)量較多的光纖進(jìn)行耦合, 并借助光纖柔軟, 可進(jìn)行纏繞的特征對光纖激光器體積進(jìn)行縮小, 使其變得靈巧且方便進(jìn)行搬運(yùn)。
2、光纖激光器的工作效率高。光纖激光器的主要作用就是實現(xiàn)不同波長之間的相互轉(zhuǎn)換, 單模運(yùn)行是光纖激光器運(yùn)行的主要模式, 因此, 光纖激光器相比較于傳統(tǒng)的信息通信和傳輸設(shè)備, 譜線的線寬更加狹窄, 自然也就提高了波長之間轉(zhuǎn)換工作的方向性和穩(wěn)定性, 提升信息通行工作的整體效果。由于光纖具有較好的耦合性, 可以使光纖在擁有小直徑的同時保證較大的表面積, 光波傳遞過程中產(chǎn)生的熱量能夠在較短的時間內(nèi)消失, 保證光纖激光器設(shè)備的溫度可以保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài), 進(jìn)而是其能夠在長時間內(nèi)保持一個良好且高效的工作狀態(tài), 提高設(shè)備的工作效率。
3、光纖激光器的成本較低。光纖激光器的主要功能就是實現(xiàn)不同波長之間的轉(zhuǎn)換, 因此決定轉(zhuǎn)換效率的要素是光纖激光器設(shè)計者應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的環(huán)節(jié), 而光纖材料中稀土元素的種類和數(shù)量是影響光纖傳輸能力和速度的主要因素, 基本上與其他因素沒有直接相關(guān)的聯(lián)系, 因此光纖激光器設(shè)計者可以只是從光纖的材料組成出發(fā), 在明確所需要的稀土元素之后, 使用摻有該元素的半導(dǎo)體材料來降低成本。
二、光纖通信中光纖激光器的關(guān)鍵技術(shù)
1、稀土摻雜類光纖激光器。隨著光纖通信行業(yè)改革進(jìn)程的不斷深入, 傳統(tǒng)的光纖中繼模式已經(jīng)被打破, 將原來比較復(fù)雜的信息中繼結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化, 提高波長轉(zhuǎn)換和傳遞的方向性和針對性, 進(jìn)而實現(xiàn)整體效率的提升。稀土摻雜類光纖激光器的應(yīng)用將光纖耦合的流程進(jìn)行簡化, 與此同時, 還提高了光纖激光器的信息傳輸容量, 降低通信損耗和同時提升激光增益。
2、受激拉曼散射光纖激光器。受激拉曼散射光纖激光器是近年來逐漸應(yīng)用起來的一種激光器, 在光通信等環(huán)節(jié)中, 該類激光器可以在保持原有的光線基礎(chǔ)上實現(xiàn)進(jìn)一步的擴(kuò)容等目的。而與傳統(tǒng)的光纖激光器而言, 該類光纖器的飽和功率等也明顯高于前者, 其無泵浦源限制等的優(yōu)勢也進(jìn)一步凸顯了出來。
應(yīng)用該類激光器的基本原理是當(dāng)光線中射入大功率的激光時, 會有一部分光功率出現(xiàn)被消耗的現(xiàn)象, 即該部分激光會因為在光線晶格中的運(yùn)動被消耗, 在該情況下, 其波長會出現(xiàn)不同程度的增加, 其頻率等也會明顯低于平均水平, 最終到達(dá)斯托克斯波的頻率上去。這種情況下, 光信號出現(xiàn)調(diào)整的部分則被稱為托克斯光, 也叫自發(fā)拉曼散射光。拉曼光纖放大器與傳統(tǒng)應(yīng)用的光纖激光器相比, 其分布式放大等操作在長距離光傳輸?shù)冗^程中可以發(fā)揮積極作用, 將會在WDM等系統(tǒng)中實現(xiàn)更為廣泛的應(yīng)用。
3、光孤子通信用鎖模光纖激光器。鎖模光纖激光器在應(yīng)用過程中, 其窄脈寬的光孤子脈沖可以提高其重復(fù)頻率, 各項操作也大多在接近光脈沖的變換極限的狀態(tài)下開展, 因而在其實際運(yùn)行過程中, 其傳統(tǒng)單模的光纖傳播等具有大的優(yōu)勢, 可以幫助實現(xiàn)提供理想光源的目的。
傳統(tǒng)的色心孤子激光器等在應(yīng)用過程中具有體積龐大和操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn), 因而在實際應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)諸多問題, 各項工作開展時也因為其低重復(fù)頻率的輸出脈沖而受到影響, 導(dǎo)致其在競爭過程中處于相對弱勢的地位, 其應(yīng)用逐漸落后于鎖模光纖激光器。
除上述幾種類型的激光器之外, 在實際的光纖通信系統(tǒng)中還會應(yīng)用摻鏡光纖激光器等多種類型的激光器, 不同的激光器就其應(yīng)用領(lǐng)域等的差異而具有其各自的優(yōu)勢, 在其專屬領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用, 相關(guān)人員必須加強(qiáng)重視, 積極開拓該類市場, 推動其實現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。
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