سری مدولاتور Eo: حلقه های فیبر چرخه ای در فناوری لیزر

"حلقه فیبر حلقوی" چیست؟ چقدر در مورد آن می دانید؟

تعریف: یک حلقه فیبر نوری که نور می تواند بارها از طریق آن بچرخد

حلقه فیبر حلقوی aدستگاه فیبر نوریکه در آن نور می تواند بارها به جلو و عقب بچرخد. این عمدتا در سیستم های ارتباطی فیبر نوری راه دور استفاده می شود. حتی با طول محدودفیبر نوری، نور سیگنال را می توان در فواصل بسیار طولانی با پیچیدن بارها منتقل کرد. این به مطالعه اثرات مضر و غیرخطی نوری که بر کیفیت نور سیگنال تأثیر می گذارد کمک می کند.

در فناوری لیزر، حلقه‌های فیبر چرخه‌ای را می‌توان برای اندازه‌گیری پهنای خط a استفاده کردلیزر، به خصوص زمانی که پهنای خط بسیار کوچک است (<1kHz). این گسترش روش اندازه‌گیری عرض خط self-heterodyne است که برای بدست آوردن سیگنال مرجع از خود به لیزر مرجع اضافی نیاز ندارد، که نیاز به استفاده از فیبرهای تک حالته بلند دارد. مشکل فناوری تشخیص self-heterodyne این است که تاخیر زمانی مورد نیاز به همان ترتیب متقابل عرض خط است، به طوری که عرض خط تنها چند کیلوهرتز است و حتی کمتر از 1 کیلوهرتز به طول فیبر بسیار بزرگ نیاز دارد.

شکل 1: نمودار شماتیک یک حلقه فیبر حلقوی.

دلیل اصلی استفاده از حلقه های فیبر این است که یک فیبر با طول متوسط ​​می تواند تأخیر زمانی طولانی ایجاد کند، زیرا نور چرخش های زیادی را در فیبر طی می کند. به منظور جداسازی نور منتقل شده در حلقه های مختلف، می توان از یک مدولاتور آکوستو-اپتیک در حلقه استفاده کرد تا یک تغییر فرکانس مشخص (مثلاً 100 مگاهرتز) ایجاد کند. از آنجایی که این تغییر فرکانس بسیار بزرگتر از عرض خط است، نوری که تعداد چرخش های متفاوتی را در حلقه طی کرده است را می توان در حوزه فرکانس جدا کرد. درردیاب نوری، اصلنور لیزرو ضربان نور پس از تغییر فرکانس می تواند برای اندازه گیری عرض خط استفاده شود.

اگر دستگاه تقویت کننده در حلقه وجود نداشته باشد، تلفات در مدولاتور آکوستو-اپتیک و فیبر بسیار زیاد است و شدت نور پس از چندین حلقه به طور جدی کاهش می یابد. این به شدت تعداد حلقه ها را هنگام اندازه گیری پهنای خط محدود می کند. برای رفع این محدودیت می توان تقویت کننده های فیبر را به حلقه اضافه کرد.

با این حال، این یک مشکل جدید ایجاد می کند: اگرچه نوری که از پیچ های مختلف عبور می کند کاملاً مجزا است، سیگنال ضربان از جفت های مختلف فوتون می آید که طیف ضربان را به طور کلی تغییر می دهد. حلقه فیبر نوری می تواند به طور منطقی طراحی شود تا به طور موثر این اثرات را مهار کند. در نهایت، حساسیت حلقه فیبر حلقوی توسط نویز محدود می شودتقویت کننده فیبر. همچنین لازم است در پردازش داده ها غیر خطی بودن فیبر و خطوط غیر لورنتس در نظر گرفته شود.