ہائی پاور 980 nm پمپ لیزر کے لیے FBG ویو لینتھ لاکنگ کیوں غالب رہتی ہے

کیوں FBG ویو لینتھ لاکنگ ہائی پاور 980 nm پمپ لیزر کے لیے غالب رہتی ہے حالانکہ DFB لیزرز بہترین ویو لینتھ سٹیبلائزیشن فراہم کرتے ہیں آپٹیکل کمیونیکیشنز میں، ڈسٹری بیوٹڈ فیڈ بیک (DFB) لیزر DWDM ہائی سپیڈ ٹرانسمیشن کے لیے مرکزی دھارے کے روشنی کے ذرائع کے طور پر کام کرتے ہیں، مواصلاتی نظام کے لیے ان کی ہم آہنگی اور ہم آہنگی کی پیمائش کرتے ہیں۔ تنگ لکیر کی چوڑائی، واحد طول بلد موڈ آپریشن، ہائی سائیڈ موڈ سپریشن ریشو (SMSR)، اور بقایا طول موج استحکام۔

تاہم، جب 980 nm اور 1480 nm پر کام کرنے والے ہائی پاور پمپ لیزر کی بات آتی ہے تو، تجارتی مصنوعات کی اکثریت اسٹینڈ ایلون DFB لیزرز کے بجائے Fabry-Perot (FP) لیزر پلس فائبر بریگ گریٹنگ (FBG) ویو لینتھ لاکنگ فن تعمیر کو اپناتی ہے۔

یہ مضمون تجزیہ کرتا ہے کہ کیوں DFB لیزر اپنی اعلیٰ طول موج کو لاک کرنے کی صلاحیت کے باوجود، تین جہتوں سے ہائی پاور پمپ لیزر مارکیٹ پر غلبہ حاصل کرنے میں ناکام رہے ہیں: لیزر چپ ڈھانچہ، طاقت کی کارکردگی، اور درخواست کی ضروریات۔ فیبریکیٹ کرنے کے لیے سادہ اور کم لاگت کے باوجود، FP لیزرز درجہ حرارت کے تغیرات، موجودہ اتار چڑھاو، اور بیرونی آپٹیکل فیڈ بیک کی وجہ سے شدید طول موج کے بڑھنے کا شکار ہوتے ہیں، جو اکثر بیک وقت متعدد طول البلد طریقوں میں گھومتے رہتے ہیں۔

اس کے برعکس، ڈی ایف بی لیزرز سیمی کنڈکٹر چپ کے اندر ایک متواتر بریگ گریٹنگ کو براہ راست مربوط کرتے ہیں۔ گریٹنگ طول موج کے انتخابی آپٹیکل فیڈ بیک فراہم کرتی ہے جو کسی ایک طول بلد موڈ تک محدود ہوتی ہے اور تمام مسابقتی گونجنے والے طریقوں کو دباتی ہے۔

معیاری FP لیزرز کے مقابلے میں، DFB لیزرز ذیل میں کلیدی خوبیوں کو نمایاں کرتے ہیں:

سنگل طول بلد موڈ اخراج

آپٹیکل اسپیکٹرل لائن وِتھ کو تنگ کریں۔

· ہائی ایس ایم ایس آر

· اعلی طول موج کا استحکام

ان فوائد کی وجہ سے، ڈی ایف بی لیزر تیز رفتار آپٹیکل کمیونیکیشنز، ڈی ڈبلیو ڈی ایم سسٹمز، اور فائبر آپٹک سینسنگ اور لیزر میٹرولوجی ایپلی کیشنز کے لیے ترجیحی سگنل کے ذرائع ہیں۔

ہائی پاور پمپ لیزر شاذ و نادر ہی اسٹینڈ ایلون ڈی ایف بی چپس کو کیوں اپناتے ہیں بہت سے صنعت کار ایک فطری سوال اٹھاتے ہیں:

اگر DFB ٹیکنالوجی قابل اعتماد طول موج استحکام فراہم کرتی ہے، تو تقریباً تمام 980 nm پمپ لیزر FP+FBG حل پر کیوں انحصار کرتے ہیں؟

بنیادی وجہ مختلف درخواست کے منظرناموں میں مختلف بنیادی کارکردگی کی ترجیحات میں مضمر ہے۔

کمیونیکیشن ٹرانسمیٹر لائن وڈتھ، SMSR، فیز شور، اور طول موج کی درستگی پر سخت تقاضوں کے ساتھ، ڈیٹا کی ترسیل کو ترجیح دیتے ہیں۔

Erbium-doped Fiber Amplifiers (EDFAs) کے لیے پمپ کے ذرائع مسلسل، موثر اعلی آپٹیکل پاور آؤٹ پٹ فراہم کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ اس طرح کے پمپوں کے لیے، آؤٹ پٹ پاور، پاور کنورژن کی کارکردگی، طویل مدتی وشوسنییتا، اور مینوفیکچرنگ لاگت الٹرا ہائی سپیکٹرل پیوریٹی سے زیادہ وزن رکھتی ہے۔

اگرچہ ہائی پاور DFB چپس تکنیکی طور پر قابل عمل ہیں، آؤٹ پٹ پاور کو بڑھانا چپ ایپیٹیکسیل ڈیزائن، تھرمل مینجمنٹ، اور بڑے پیمانے پر پیداوار، پیداواری لاگت میں اضافہ اور بیچ ٹو بیچ مستقل مزاجی میں سخت پیچیدگی متعارف کرواتا ہے۔

ہائی پاور 980 nm پمپ ایپلی کیشنز کے لیے، انڈسٹری اس طرح فطری طور پر آسان ڈھانچے کے ساتھ FP چپس کی حمایت کرتی ہے جو آپریٹنگ ویو لینتھ کو لاک کرنے کے لیے بیرونی FBGs کے ساتھ جوڑ بنانے کے لیے آسانی سے ہائی پاور آپریشن کو سپورٹ کرتی ہے۔

ایف بی جی ایس اے فائبر بریگ گریٹنگ (ایف بی جی) کا ویو لینتھ لاکنگ میکانزم آپٹیکل فائبر کا ایک سیکشن ہے جس کے کور میں متواتر ریفریکٹیو انڈیکس ماڈیولیشن لکھا ہوا ہے۔ اس کی متعین خصوصیت تنگ بینڈ کی اعلی عکاسی ہے جو ایک نامزد بریگ طول موج پر مرکوز ہے، جبکہ اس پاس بینڈ کے باہر روشنی بغیر کسی رکاوٹ کے منتقل ہوتی ہے۔

FP+FBG کنفیگریشن میں، FBG کو لیزر کے پگٹیل فائبر پر گھڑا جاتا ہے تاکہ FP چپ کے ساتھ مل کر ایک بیرونی گونجنے والا گہا بنایا جا سکے۔

FP چپ سب سے پہلے براڈ بینڈ بے ساختہ اور محرک تابکاری خارج کرتی ہے۔ جیسا کہ روشنی FBG میں پھیلتی ہے، صرف ہدف کے مرکزی طول موج کے قریب فوٹان ہی FP گہا میں مسلسل دولن کے لیے واپس منعکس ہوتے ہیں۔ تمام آف بینڈ طول موج کو فلٹر کیا جاتا ہے۔

بار بار منتخب فیڈ بیک لیزر کو FBG کی بریگ طول موج پر مستحکم طور پر لیز کرنے پر مجبور کرتا ہے۔

یہ ایکسٹرنل کیویٹی لاکنگ اسکیم نمایاں طور پر ننگے ایف پی لیزرز کی سپیکٹرل کارکردگی کو بہتر بناتی ہے، جس سے درج ذیل بہتری آتی ہے:

· مستحکم مرکزی لیزنگ طول موج

· تنگ طیفی چوڑائی

· کم طول موج تھرمل بڑھے

· موجودہ تغیرات کو چلانے کے خلاف طول موج کی قوت مدافعت میں بہتری

اس لیے FP+FBG فن تعمیر دو اہم کارکردگی کے اہداف میں توازن رکھتا ہے: ہائی آؤٹ پٹ پاور اور مستحکم لیزنگ ویو لینتھ۔ 980 nm پمپ لیزر کے لیے FBG لاکنگ یونیورسل کیوں ہے؟ 980 nm پمپ لیزر کی بنیادی تعیناتی EDFA سسٹم ہے۔ ایربیم آئنز 976 nm کے ارد گرد چوٹی جذب کرنے کی کارکردگی کو ظاہر کرتے ہیں۔ درجہ حرارت یا ڈرائیونگ کرنٹ کی وجہ سے پمپ سورس کا شدید طول موج بڑھنا کارکردگی میں کمی کا باعث بنے گا:

ایربیم آئن جذب کرنے کی کارکردگی میں کمی

· لوئر آپٹیکل ایمپلیفیکیشن فائدہ

· بلند آواز کا اعداد و شمار

· مجموعی نظام کی کارکردگی بگڑ گئی۔

اس لیے پمپ لیزر کو ہائی پاور آؤٹ پٹ کے ساتھ ساتھ عین مطابق، طویل مدتی مرکزی طول موج کے استحکام کو برقرار رکھنا چاہیے۔ FBG- لاکڈ ڈیزائن 976 nm کے ارد گرد لیزنگ ویو لینتھ کو مضبوطی سے رکھتا ہے جبکہ اعلی آپٹیکل پاور اور مضبوط طویل مدتی وشوسنییتا کو برقرار رکھتا ہے، یہ تجارتی ہائی پاور 980 nm پمپ ماڈیولز کے لیے سب سے زیادہ پختہ اور وسیع پیمانے پر اختیار کیا جانے والا تکنیکی راستہ بناتا ہے۔ برتری ہر ایک کو الگ الگ درخواست کے مطالبات کے لیے بہتر بنایا گیا ہے۔

جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے، DFB لیزرز اعلیٰ معیار کے سگنل ٹرانسمیٹر کے طور پر کام کرتے ہیں، جب کہ FP+FBG ڈیوائسز پمپ ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہیں جن کے لیے ہائی پاور اور مستحکم طول موج کے آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔

DFB اور FBG پر مبنی ایکسٹرنل کیویٹی لیزر مسابقتی ٹیکنالوجیز نہیں ہیں، بلکہ دو بالغ تکنیکی راستے ہیں جو الگ الگ استعمال کے معاملات کے لیے موزوں ہیں۔

تیز رفتار آپٹیکل کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے، DFB لیزرز اپنی تنگ لکیر کی چوڑائی، اعلی SMSR، اور غیر معمولی طول موج کے استحکام کا فائدہ اٹھاتے ہوئے ٹرانسمیٹر کا بہترین حل ہیں۔

ہائی پاور 980 nm پمپ لیزر کے لیے، FP+FBG اسکیم اعلیٰ پیداواری طاقت، اعلیٰ تھرمل ڈسپیشن کارکردگی، اور لاگت کی مسابقت کو حاصل کرتی ہے جبکہ کافی طول موج کی تالا بندی کی درستگی کو برقرار رکھتی ہے، جو آج مارکیٹ میں اس کی غالب پوزیشن کا باعث ہے۔

تمام منظرناموں کے لیے عالمی سطح پر کوئی اعلیٰ ترین لیزر ٹیکنالوجی نہیں ہے—صرف مخصوص نظام کی ضروریات کے لیے موزوں ترین حل۔ مختلف تکنیکی فن تعمیرات کے پیچھے ڈیزائن کی منطق میں مہارت حاصل کرنا آپ کے سسٹم کی خصوصیات کے مطابق درست لیزر سورس سلیکشن کو قابل بناتا ہے۔