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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(hào)傳輸過(guò)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(duì)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(xiàng)重要任務(wù)來(lái)完成, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖通信行業(yè)的長(zhǎng)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(guò)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(duì)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(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)保證較大的表面積, 光波傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的熱量能夠在較短的時(shí)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(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài), 進(jìn)而是其能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持一個(gè)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(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)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(jì)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(méi)有直接相關(guān)的聯(lián)系, 因此光纖激光器設(shè)計(jì)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(lái)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(lái)比較復(fù)雜的信息中繼結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化, 提高波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和傳遞的方向性和針對(duì)性, 進(jìn)而實(shí)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(jiǎn)化, 與此同時(shí), 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(shí)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(lái)逐漸應(yīng)用起來(lái)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(shí)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(wú)泵浦源限制等的優(yōu)勢(shì)也進(jìn)一步凸顯了出來(lái)。
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(shí), 會(huì)有一部分光功率出現(xiàn)被消耗的現(xiàn)象, 即該部分激光會(huì)因?yàn)樵诠饩€晶格中的運(yùn)動(dòng)被消耗, 在該情況下, 其波長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)不同程度的增加, 其頻率等也會(huì)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(hào)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(zhǎng)距離光傳輸?shù)冗^(guò)程中可以發(fā)揮積極作用, 將會(huì)在WDM等系統(tǒng)中實(shí)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(guò)程中, 其窄脈寬的光孤子脈沖可以提高其重復(fù)頻率, 各項(xiàng)操作也大多在接近光脈沖的變換極限的狀態(tài)下開(kāi)展, 因而在其實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中, 其傳統(tǒng)單模的光纖傳播等具有大的優(yōu)勢(shì), 可以幫助實(shí)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(guò)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(shí)際應(yīng)用過(guò)程中容易出現(xiàn)諸多問(wèn)題, 各項(xiàng)工作開(kāi)展時(shí)也因?yàn)槠涞椭貜?fù)頻率的輸出脈沖而受到影響, 導(dǎo)致其在競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中處于相對(duì)弱勢(shì)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(shí)際的光纖通信系統(tǒng)中還會(huì)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(shì), 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(kāi)拓該類市場(chǎng), 推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
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