ຕົວຊ່ວຍປັບແສງຕົວແປ (VOA): ຄໍານິຍາມ, ຫຼັກການເຮັດວຽກ ແລະການວິເຄາະຂອບເຂດການນຳໃຊ້

ໃນຂົງເຂດການສື່ສານທາງ optical, Variable Optical Attenuator (VOA) ມີບົດບາດທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້. ໃນຖານະເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບລະບຽບພະລັງງານ optical, VOA ບໍ່ພຽງແຕ່ຮັບປະກັນການສົ່ງສັນຍານ optical ທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ແຕ່ຍັງປັບປຸງປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງລະບົບ.

I. ຄໍານິຍາມຂອງຕົວຊ່ວຍປັບປ່ຽນແສງໄດ້

ເຄື່ອງ attenuator optical ປ່ຽນແປງໄດ້ແມ່ນອຸປະກອນ optical ຕົວຕັ້ງຕົວຕີທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອບັນລຸການຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານແສງທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້. ມັນປັບປ່ຽນພະລັງງານຂອງສັນຍານ optical ຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ວິທະຍຸກະຈາຍສຽງຂອງວີໂອເອສ່ວນໃຫຍ່ແບ່ງອອກເປັນ 2 ປະເພດຄື: ເຄື່ອງອັດລົມແສງຕົວແປແບບກົນຈັກ (MVOAs) ແລະເຄື່ອງອັດtenuators ຕົວປ່ຽນແສງໄຟຟ້າ (EVOAs). MVOAs ຮັບຮູ້ການຫຼຸດແສງພະລັງງານທາງແສງຜ່ານການປັບດ້ວຍມື, ໃນຂະນະທີ່ EVOAs ປ່ຽນແປງລະດັບການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງໂດຍການໃຊ້ສັນຍານໄຟຟ້າທີ່ຂັບລົດ, ອ້າງເຖິງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປັບຕົວທີ່ເໜືອກວ່າ ແລະຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ.

II. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງອັດລົມແສງທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້

ນັກວີໂອເອໄດ້ຮັບຮອງເອົາກົນໄກການເຮັດວຽກທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ຕົ້ນຕໍແມ່ນລວມທັງກົນຈັກ, magneto-optic, crystal crystal, MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), thermo-optic ແລະ acousto-optic.

1. ປະເພດກົນຈັກ: ພະລັງງານ optical ໃນເສັ້ນທາງແສງສະຫວ່າງໄດ້ຖືກປັບໂດຍການເຄື່ອນຍ້າຍອົງປະກອບສະກັດແສງສະຫວ່າງເຊັ່ນ: ແຜ່ນຫຼືໂກນ. ການ​ອອກ​ແບບ​ນີ້​ມີ​ໂຄງ​ສ້າງ​ທີ່​ງ່າຍ​ດາຍ​ແຕ່​ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ​ການ​ປັບ​ຂ້ອນ​ຂ້າງ​ຕ​່​ໍ​າ​ແລະ​ຄວາມ​ຢືດ​ຢຸ່ນ​.

2. ປະເພດ Magneto-optic: ການຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານແສງໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ໂດຍການ leveraging ການປ່ຽນແປງໃນຄຸນສົມບັດ optical ຂອງສານພາຍໃຕ້ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ຄືຜົນກະທົບການຫມຸນ magneto-optic. ປະເພດນີ້ສະຫນອງຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງສູງແຕ່ມາພ້ອມກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສູງກວ່າ.

3. ປະເພດໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ: ອີງຕາມຜົນກະທົບ birefringence ທີ່ເກີດຂຶ້ນຈາກ anisotropy ດັດຊະນີ refractive ຂອງໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າພາຍນອກຖືກນໍາໃຊ້ກັບໂມເລກຸນໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ reorient, ດັ່ງນັ້ນການປັບການຖ່າຍທອດແສງສະຫວ່າງ. ວີໂອເອທີ່ຄິດຕັນແຫຼວມີຄວາມໄວຕອບສະໜອງໄວ ແລະລະດັບການຫຼຸດໜ້ອຍຖອຍລົງທີ່ກວ້າງ.

4. ປະເພດ MEMS: ກະຈົກຈຸນລະພາກທີ່ຜະລິດດ້ວຍເທັກໂນໂລຍີກົນຈັກໄຟຟ້າຈຸນລະພາກແມ່ນ tilted ຜ່ານຜົນບັງຄັບໃຊ້ electrostatic ເພື່ອປັບຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງສະທ້ອນ. MEMS VOA ມີລັກສະນະຂະໜາດນ້ອຍ, ນ້ຳໜັກເບົາ ແລະ ລະດັບການເຊື່ອມໂຍງສູງ.

5. ປະເພດ Thermo-optic: ລະດັບການເສື່ອມເສີຍແມ່ນ modulated ຜ່ານການປ່ຽນແປງຂອງຄຸນສົມບັດ optical ວັດສະດຸ (ເຊັ່ນ: ດັດຊະນີ refractive) ພາຍໃຕ້ພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມ. Thermo-optic VOAs ມີໂຄງສ້າງທີ່ງ່າຍດາຍ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່າ, ແຕ່ທົນທຸກກັບຄວາມໄວໃນການຕອບໂຕ້ຊ້າ.

6. ປະເພດ Acousto-optic: ຄື້ນຟອງ Ultrasonic ສ້າງຄວາມເຄັ່ງຕຶງເປັນໄລຍະພາຍໃນໄປເຊຍກັນ acousto-optic, inducing ການເຫນັງຕີງເປັນໄລຍະໃນດັດຊະນີ refractive ເພື່ອ modulate beams ແສງສະຫວ່າງ. ວີໂອເອ Acousto-optic ສະໜອງຄວາມໄວໃນການປັບແຕ່ງທີ່ໄວ ແລະຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ດີເລີດ.

III. ຂອບເຂດການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງອັດລົມແສງທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້

ວີ​ໂອ​ເອ​ຖືກ​ນຳ​ໃຊ້​ຢ່າງ​ກວ້າງ​ຂວາງ​ໃນ​ການ​ສື່​ສານ​ທາງ​ແສງ, ການ​ຮັບ​ຮູ້​ດ້ວຍ​ເສັ້ນ​ໄຍ​ແສງ, ເຄື່ອງ​ມື​ທາງ​ແສງ ແລະ​ຂົງ​ເຂດ​ອື່ນໆ.

1. Optical Communications: ດຸ່ນດ່ຽງຄວາມເຂັ້ມຂອງສັນຍານ optical ໃນທົ່ວຊ່ອງທາງຕ່າງໆເພື່ອຮັກສາຄຸນນະພາບສັນຍານທີ່ສອດຄ່ອງ; ປັບພະລັງງານສັນຍານ optical ເພື່ອປັບຕົວເຂົ້າກັບໄລຍະການສົ່ງສັນຍານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະສະເພາະຕົວຮັບ.

2. Fiber-optic Sensing: ຈໍາລອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສັນຍານ optical ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຫຼາກຫຼາຍເພື່ອທົດສອບແລະກວດສອບປະສິດທິພາບຂອງລະບົບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື.

3. Optical Instruments: ນຳໃຊ້ກັບອຸປະກອນເລເຊີ, ເຄື່ອງນັບ photon, spectrometers, ກ້ອງຈຸລະທັດ optical ແລະອຸປະກອນອື່ນໆເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມຂອງສັນຍານ optical ແລະ flux ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງ.

ລາຍການ	ພາລາມິເຕີ	ໜ່ວຍ
ໄລຍະຄວາມຍາວຂອງຄື້ນປະຕິບັດງານ	ແຖບ O / C band / L band / ແຖບເຕັມ / ອື່ນໆ	ນມ
ປະ​ເພດ​ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​	ສະຫວ່າງ ຫຼື ມືດ	-
ໄລຍະການຫຼຸດໜ້ອຍຖອຍລົງ	≥15/20/30/40	dB
ການສູນເສຍການແຊກ	≤0.7	dB
ຄວາມລະອຽດອ່ອນ	ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ	dB
ກັບຄືນການສູນເສຍ	≥45	dB
ປະເພດເສັ້ນໄຍ	SMF-28e	-
ເວລາຕອບສະໜອງ (ພະລັງງານແສງ 10-90%)	≤5	ms
ແຮງດັນໄຟຟ້າ	5/6.5	V
ພະລັງງານຂັບລົດ	≤5	mW
ການສູນເສຍທີ່ຂຶ້ນກັບ Polarization	≤0.2@ 10dB , ≤0.5 @<20dB att.	dB
ການ​ສູນ​ເສຍ​ທີ່​ຂຶ້ນ​ກັບ​ຄື້ນ​ຟອງ​	≤0.6@ 10dB , ≤1.0 @<20dB ເກີນ 20nm span	dB
ພະລັງງານແສງສູງສຸດ	≤500	mW
ອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານ	-0~+70	°C
ອຸນຫະພູມການເກັບຮັກສາ	-40~+85	°C
ປະເພດຕົວເຊື່ອມຕໍ່	ປັບແຕ່ງ	-
ຂະໜາດບັນຈຸ	Φ5.5xL19	ມມ

EVOA

ພາລາມິເຕີ	1310	1550	1310/1550	850/1310
ປະເພດ(nm)	1310	1550	1310/1550	850/1310
ຄວາມຍາວຄື້ນ (nm)	1310±50	1550±50	1260~1650	850/1310±40
ໄລຍະການຫຼຸດໜ້ອຍຖອຍລົງ (dB)	0.8~60	0.8~60	0.8~60	0.8~60
ການສູນເສຍຕົ້ນສະບັບ (dB)	≤0.8	≤0.8	≤0.8	≤0.8
ການສູນເສຍກັບຄືນ(dB)	≥50	≥50	≥50	≥30
ປະເພດເສັ້ນໄຍ	SMF-28e	SMF-28e	SMF-28e	50/125 ຫຼື 62.5/125MM
PDL(dB)	≤0.15	≤0.15	≤0.15	-
ຂະໜາດ (ມມ)	26×18×8	26×18×8	26×18×8	26×18×8
ອຸນຫະພູມປະຕິບັດການ (℃)	0~+70	0~+70	0~+70	0~+70
ອຸນຫະພູມການເກັບຮັກສາ (℃)	-40~+85	-40~+85	-40~+85	-40~+85

MVOA