चर अप्टिकल एटेन्युएटर (VOA): परिभाषा, कार्य सिद्धान्तहरू र अनुप्रयोग दायरा विश्लेषण

अप्टिकल सञ्चारको क्षेत्रमा, चर अप्टिकल एटेन्युएटर (VOA) ले अपरिहार्य भूमिका खेल्छ। अप्टिकल पावर रेगुलेसनको लागि एक प्रमुख घटकको रूपमा, VOA ले अप्टिकल सिग्नलहरूको स्थिर प्रसारणको ग्यारेन्टी मात्र गर्दैन तर प्रणालीको समग्र कार्यसम्पादनमा पनि सुधार गर्दछ।

I. चर अप्टिकल एटेन्युएटरको परिभाषा

एक चर अप्टिकल एटेन्युएटर एक निष्क्रिय अप्टिकल उपकरण हो जुन अप्टिकल शक्तिको नियन्त्रण योग्य क्षीणन प्राप्त गर्न डिजाइन गरिएको हो। यसले विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न अप्टिकल संकेतहरूको ऊर्जालाई ठीकसँग समायोजन गर्दछ। VOAs लाई मुख्यतया दुई वर्गमा विभाजन गरिएको छ: मेकानिकल भेरिएबल अप्टिकल एटेन्युएटर (MVOAs) र इलेक्ट्रिकल चर अप्टिकल एटेन्युएटर (EVOAs)। MVOAs ले म्यानुअल समायोजन मार्फत अप्टिकल पावर क्षीणता महसुस गर्छ, जबकि EVOAs ले ड्राइभिङ विद्युतीय संकेतहरू लागू गरेर, उच्च समायोजन सटीकता र लचिलोपनको घमण्ड गरेर क्षीणन स्तरहरू परिवर्तन गर्दछ।

II। चर अप्टिकल एटेन्युएटरहरूको कार्य सिद्धान्तहरू

VOAs ले मुख्यतया मेकानिकल, म्याग्नेटो-अप्टिक, लिक्विड क्रिस्टल, MEMS (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मेकानिकल प्रणाली), थर्मो-ओप्टिक र एकाउस्टो-अप्टिक प्रकारहरू सहित कार्य गर्ने संयन्त्रहरूको विस्तृत दायरा अपनाउछ।

1. मेकानिकल प्रकार: प्रकाश मार्गमा अप्टिकल पावरलाई पाना वा शंकुहरू जस्ता प्रकाश-अवरोधित घटकहरू सारेर समायोजन गरिन्छ। यो डिजाइन एक साधारण संरचना तर अपेक्षाकृत कम समायोजन शुद्धता र लचिलोपन सुविधा दिन्छ।

2. चुम्बकीय-अप्टिक प्रकार: चुम्बकीय क्षेत्रहरू, अर्थात् म्याग्नेटो-ओप्टिक रोटेशन प्रभाव अन्तर्गत पदार्थहरूको अप्टिकल गुणहरूमा हुने परिवर्तनहरूको लाभ उठाएर प्रकाश ऊर्जाको क्षीणता महसुस गरिन्छ। यस प्रकारले उच्च परिशुद्धता र स्थिरता प्रदान गर्दछ तर उच्च लागतको साथ आउँछ।

3. तरल क्रिस्टल प्रकार: तरल क्रिस्टलको अपवर्तक सूचकांक एनिसोट्रोपीबाट उत्पन्न हुने बियरफ्रिन्जेन्स प्रभावको आधारमा, तरल क्रिस्टल अणुहरूलाई पुन: दिशानिर्देशनमा बाह्य विद्युतीय क्षेत्र लागू गरिन्छ, जसले गर्दा प्रकाश ट्रान्समिटेन्स ट्युन हुन्छ। लिक्विड क्रिस्टल VOAs ले छिटो प्रतिक्रिया गति र फराकिलो क्षीणता दायरा सुविधा दिन्छ।

4. MEMS प्रकार: माइक्रो-इलेक्ट्रो-मेकानिकल टेक्नोलोजीको साथ निर्मित माइक्रो-मिररहरू प्रतिबिम्बित प्रकाश तीव्रता समायोजन गर्न इलेक्ट्रोस्ट्याटिक बल मार्फत झुकाईन्छ। MEMS VOAs सानो आकार, हल्का तौल र उच्च एकीकरण स्तर द्वारा विशेषता हो।

5. थर्मो-ओप्टिक प्रकार: एटेन्युएसन स्तरहरू तापमान क्षेत्रहरू अन्तर्गत सामग्रीको अप्टिकल गुणहरू (जस्तै, अपवर्तक सूचकांक) मा भिन्नताहरू मार्फत परिमार्जन गरिन्छ। थर्मो-ओप्टिक VOA को एक साधारण संरचना र कम लागत छ, तर पनि ढिलो प्रतिक्रिया गति ग्रस्त।

6. एकाउस्टो-अप्टिक प्रकार: अल्ट्रासोनिक तरंगहरूले ध्वनि-अप्टिक क्रिस्टलहरू भित्र आवधिक तनाव उत्पन्न गर्दछ, प्रकाश किरणहरू परिमार्जन गर्न अपवर्तक अनुक्रमणिकामा आवधिक उतार-चढाव उत्पन्न गर्दछ। Acousto-optic VOAs ले छिटो ट्युनिङ गति र उत्कृष्ट स्थिरता प्रदान गर्दछ।

III। चर अप्टिकल एटेन्युएटरहरूको आवेदन दायरा

VOAs लाई अप्टिकल कम्युनिकेसन, फाइबर अप्टिक सेन्सिङ, अप्टिकल उपकरण र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

1. अप्टिकल कम्युनिकेसनहरू: लगातार सिग्नल गुणस्तर कायम राख्न विभिन्न च्यानलहरूमा अप्टिकल सिग्नलहरूको तीव्रता सन्तुलित गर्नुहोस्; फरक प्रसारण दूरी र रिसीभर विशिष्टताहरूमा अनुकूलन गर्न अप्टिकल सिग्नल पावर समायोजन गर्नुहोस्।

2. फाइबर-अप्टिक सेन्सिङ: प्रणाली प्रदर्शन र विश्वसनीयता परीक्षण र प्रमाणीकरण गर्न विभिन्न वातावरणीय परिस्थितिहरूमा अप्टिकल सिग्नल तीव्रताहरू सिमुलेट गर्नुहोस्।

3. अप्टिकल उपकरणहरू: सही मापन परिणामहरूको लागि अप्टिकल सिग्नल तीव्रता र प्रवाह नियन्त्रण गर्न लेजर उपकरणहरू, फोटोन काउन्टरहरू, स्पेक्ट्रोमिटरहरू, अप्टिकल माइक्रोस्कोपहरू र अन्य उपकरणहरूमा लागू।

वस्तुहरू	प्यारामिटरहरू	एकाइ
सञ्चालन तरंगदैर्ध्य दायरा	ओ ब्यान्ड / सी ब्यान्ड / एल ब्यान्ड / पूर्ण ब्यान्ड / अन्य	nm
अटेन्युएशन प्रकार	उज्यालो वा गाढा	-
अटेन्युएसन दायरा	≥15/20/30/40	dB
प्रविष्टि हानि	≤०.७	dB
अटेन्युएशन रिजोलुसन	निरन्तर	dB
फिर्ता घाटा	≥४५	dB
फाइबर प्रकार	SMF-28e	-
प्रतिक्रिया समय (10-90% अप्टिकल पावर)	≤५	ms
ड्राइभिङ भोल्टेज	५/६.५	V
ड्राइभिङ पावर	≤५	mW
ध्रुवीकरण निर्भर हानि	≤0.2@ 10dB , ≤0.5 @<20dB att।	dB
तरंगदैर्ध्य निर्भर हानि	≤0.6@ 10dB , ≤1.0 @<20dB माथि २०nm स्प्यान	dB
अधिकतम अप्टिकल पावर	≤५००	mW
सञ्चालन तापमान	-०~+७०	°C
भण्डारण तापमान	-४०~+८५	°C
कनेक्टर प्रकार	अनुकूलित	-
प्याकेज आकार	Φ5.5xL19	mm

EVOA

प्यारामिटर	1310	1550	१३१०/१५५०	८५०/१३१०
प्रकार(nm)	1310	1550	१३१०/१५५०	८५०/१३१०
तरंगदैर्ध्य (nm)	१३१०±५०	१५५०±५०	१२६०~१६५०	८५०/१३१०±४०
क्षीणता दायरा (dB)	०.८~६०	०.८~६०	०.८~६०	०.८~६०
मौलिक हानि (dB)	≤०.८	≤०.८	≤०.८	≤०.८
फिर्ता घाटा (dB)	≥५०	≥५०	≥५०	≥३०
फाइबर प्रकार	SMF-28e	SMF-28e	SMF-28e	50/125 वा 62.5/125MM
PDL(dB)	≤०.१५	≤०.१५	≤०.१५	-
आयाम (मिमी)	२६×१८×८	२६×१८×८	२६×१८×८	२६×१८×८
सञ्चालन तापमान (℃)	०~+७०	०~+७०	०~+७०	०~+७०
भण्डारण तापमान (℃)	-४०~+८५	-४०~+८५	-४०~+८५	-४०~+८५

MVOA