انواع منابع نور در مخابرات نوری

دستگا ه هایی که وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دهند ، منابع نوری می نامند که به طور کلی به دو دستهLED (Light Emitting Diode)یا دیود های منتشر کننده نوروLD(Laser Diode )یا دیود های لیزری تقسیم می گردند .

1-منبع نور LED

دیود LEDمورداستفاده در مخابرات نوری باید دارای خواص درخشش زیاد ،توان خروجی زیاد و بازدهی اتصال بالا به فیبر باشد. دیود ها از نظر نحوه خروج اشعه به دو دسته تقسیم می شوند :

1-تابش از سطح (Surface Emitter)

2-تابش از کنار (Edge Emitter)

دیود با تابش از سطح : یکی از انواع این دیود که نور از ناحیه کوچکی ، به طور عمودی نسبت به سطح پیوند خارج می شود نوع بروس (Burrus)و داوسون (Dowson)می باشد که از جنس AlGaAs با تغلیظ مختلف تهیه می گردد و به نام بروس معروف می باشد و در پهنای باند کم استفاده می گردد . اثر حرارتی در کار آن چندان موثر نبوده ولی به علت عبور اشعه از لایه های دیود دارای تضعیف زیاد می باشد و چون این منبع غیر همدوس می باشد به این علت انرژی کمتری داخل فیبر می گردد ،جهت توان کوپلینگ بیشتر در محل اتصال دیود با فیبر از عدسی مخصوصی استفاده می گردد این عدسی شعاع ها را هم جهت تر کرده یعنی همدوسی دیود را بیشتر می کند .

دیود تابش از کنار: این دیود با استفاده از AlGaAs با تغلیظ های مختلف ساخته شده است که نور به موازات سطح پیوند خارج می شود . دیواره منطقه فعال حالت انعکاس آینه مانند داشته و از اتلاف انرژی نورانی جلوگیری می کند و نور منعکس شده از سطح مقابل که اثر جذب وانعکاس کمتری دارد با همدوسی بیشتری خارج می شود .لذا عمل کوپلینگ با فیبر به راحتی صورت گرفته و جهت فیبر هایی با دریچه عددی کم قابل استفاده است حدودا این دیود 5 برابر بیشتر از دیود تشعشع ازسطح ، بازدهی دارد .

2- منبع نور لیزر (LD)

در ابتدا به طور مختصر در مورد تفاوت نور لیزر و نور معمو لی توضیح می دهیم ،فوتون های لامپ نئون بوسیله تشعشع خود به خودی به وجود می آیندو فوتون های نور لیزر بوسیله تشعشع برانگیخته ایجاد می شود و این فرق اساسی لیزر ونور معمولی است . فوتون های نور معمولی هم فاز نیستند چون به طور دلخواه و خود به خودی با تاخیر زمانی از مدار بالاتر به مدار پایین تر می آ یند و در جهات مختلف انتشار می یابند ولی فوتون های نور لیزر ناشی از الکترون هایی است که از مدار مشخصی به مدار معینی روانه می شوند لذا انرژی فوتون ها یکسان و درنتیجه فرکانس آنها مشخص و در یک خط مشخص طیف نوری قرار دارند پس فوتون های نور لیزر هم فاز ویکرنگ هستند و این خصوصیت باعث می شود که نور دارای انرژی فوق العاده باشد .

لیزر ها در انواع مختلف ساخته شده اند ، مثل لیزر جامد ، لیزر گازی و... اما منابع مورد استفاده در مخابرات نوری از نوع لیزر جامد نیمه هادیها می باشد .

مشخصات لیزر به طور کلی عبارتند از :پهنای باند خوب،توان خروجی خوب،سرعت مدولاسیون زیاد ،خطی بودن ضعیف و حساس نسبت به درجه حرارت .

منطقه کار لیزر پس از نقطه آستانه است که عمل لیزینگ انجام میگیرد و به طور خطی کار می کند پس هر چه جریان آستانه کاهش یابد بهتر است .قدرت خروجی لیزر زیاد ودر حدود 1 الی 10 میلی وات است وبه علت همدوسی وباریک بودن طیف لیزر ، بخش عظیمی از توان خروجی از منبع وارد فیبر می شود و لذا پراکندگی کمتر و پهنای باندوسیع تر و ظرفیت بالاتر می رود .

انواع لیزر :

1-لیزر مجتمع موجبر دوگانه( ITG)

که دارای طیف نوسانات باریکتر وراندمان کوپلاژ به فیبر بیشتر (همدوسی بیشتر ) و تلفات کوپلاژ کمتر می باشد .

2- لیزر با فیدبک توزیعی (DFB)

که دارای طیف نوسان کمتر وساختمان ساده تر و جریان آستانه کمتر می باشد .

3- لیزر موجبر دو گانه با فیدبک توزیعی

که ترکیبی از دو نوع قبل می باشد ودارای مزایای زیر است :

همدوسی بیشتر وپهنای طیف باریک تر و درجه حرارت کمتر و سرعت زیاد مدولاسیون .

4- لیزر چاه کوانتمی

 که دارای مشخصات : کاهش پهنای طیف ، کاهش جریان آستانه ،کاهش وابستگی مشخصات نوسانات به درجه حرارت  می باشد .

5- لیزر های دارای توان زیاد

 که دارای مشخصات : افزایش خروجی منبع نور ، افزایش راندمان و کاهش تلفات حرارتی می باشد .