वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर (वीओए): परिभाषा, कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग स्कोप विश्लेषण

ऑप्टिकल संचार के क्षेत्र में, वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर (वीओए) एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है। ऑप्टिकल पावर विनियमन के लिए एक प्रमुख घटक के रूप में, वीओए न केवल ऑप्टिकल सिग्नल के स्थिर संचरण की गारंटी देता है बल्कि सिस्टम के समग्र प्रदर्शन में भी सुधार करता है।

I. वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर की परिभाषा

एक वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर एक निष्क्रिय ऑप्टिकल डिवाइस है जिसे ऑप्टिकल पावर के नियंत्रणीय क्षीणन को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह विविध अनुप्रयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ऑप्टिकल सिग्नल की ऊर्जा को सटीक रूप से समायोजित करता है। वीओए को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: मैकेनिकल वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स (एमवीओए) और इलेक्ट्रिकल वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स (ईवीओए)। एमवीओए मैन्युअल समायोजन के माध्यम से ऑप्टिकल पावर क्षीणन का एहसास करते हैं, जबकि ईवीओए बेहतर समायोजन सटीकता और लचीलेपन का दावा करते हुए ड्राइविंग विद्युत संकेतों को लागू करके क्षीणन स्तर को बदलते हैं।

द्वितीय. वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स के कार्य सिद्धांत

वीओए कामकाजी तंत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला को अपनाते हैं, जिनमें मुख्य रूप से मैकेनिकल, मैग्नेटो-ऑप्टिक, लिक्विड क्रिस्टल, एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम), थर्मो-ऑप्टिक और एकोस्टो-ऑप्टिक प्रकार शामिल हैं।

1. यांत्रिक प्रकार: प्रकाश पथ में ऑप्टिकल शक्ति को शीट या शंकु जैसे प्रकाश-अवरुद्ध घटकों को स्थानांतरित करके समायोजित किया जाता है। इस डिज़ाइन में एक सरल संरचना है फिर भी अपेक्षाकृत कम समायोजन सटीकता और लचीलापन है।

2. मैग्नेटो-ऑप्टिक प्रकार: चुंबकीय क्षेत्र के तहत पदार्थों के ऑप्टिकल गुणों में परिवर्तन, अर्थात् मैग्नेटो-ऑप्टिक रोटेशन प्रभाव का लाभ उठाकर प्रकाश ऊर्जा का क्षीणन महसूस किया जाता है। यह प्रकार उच्च परिशुद्धता और स्थिरता प्रदान करता है लेकिन अधिक लागत के साथ आता है।

3. लिक्विड क्रिस्टल प्रकार: लिक्विड क्रिस्टल के अपवर्तक सूचकांक अनिसोट्रॉपी से उत्पन्न होने वाले द्विअर्थी प्रभाव के आधार पर, एक बाहरी विद्युत क्षेत्र को लिक्विड क्रिस्टल अणुओं को पुन: व्यवस्थित करने के लिए लागू किया जाता है, जिससे प्रकाश संप्रेषण को समायोजित किया जाता है। लिक्विड क्रिस्टल वीओए में तेज़ प्रतिक्रिया गति और विस्तृत क्षीणन सीमा होती है।

4. एमईएमएस प्रकार: सूक्ष्म-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल तकनीक से निर्मित सूक्ष्म दर्पण परावर्तित प्रकाश की तीव्रता को समायोजित करने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के माध्यम से झुकाए जाते हैं। एमईएमएस वीओए की विशेषता छोटे आकार, हल्के वजन और उच्च एकीकरण स्तर है।

5. थर्मो-ऑप्टिक प्रकार: तापमान क्षेत्रों के तहत सामग्री ऑप्टिकल गुणों (उदाहरण के लिए, अपवर्तक सूचकांक) में भिन्नता के माध्यम से क्षीणन स्तर को संशोधित किया जाता है। थर्मो-ऑप्टिक वीओए की संरचना सरल है और लागत कम है, फिर भी धीमी प्रतिक्रिया गति से ग्रस्त हैं।

6. एकॉस्टो-ऑप्टिक प्रकार: अल्ट्रासोनिक तरंगें एकॉस्टो-ऑप्टिक क्रिस्टल के अंदर आवधिक तनाव उत्पन्न करती हैं, जिससे प्रकाश किरणों को नियंत्रित करने के लिए अपवर्तक सूचकांक में आवधिक उतार-चढ़ाव उत्पन्न होता है। एकॉस्टो-ऑप्टिक वीओए तेज़ ट्यूनिंग गति और उत्कृष्ट स्थिरता प्रदान करते हैं।

तृतीय. वेरिएबल ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स का अनुप्रयोग दायरा

वीओए को ऑप्टिकल संचार, फाइबर-ऑप्टिक सेंसिंग, ऑप्टिकल उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से तैनात किया गया है।

1. ऑप्टिकल संचार: लगातार सिग्नल गुणवत्ता बनाए रखने के लिए विभिन्न चैनलों में ऑप्टिकल सिग्नल की तीव्रता को संतुलित करें; अलग-अलग ट्रांसमिशन दूरी और रिसीवर विनिर्देशों के अनुकूल ऑप्टिकल सिग्नल पावर को समायोजित करें।

2. फाइबर-ऑप्टिक सेंसिंग: सिस्टम प्रदर्शन और विश्वसनीयता का परीक्षण और सत्यापन करने के लिए विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में ऑप्टिकल सिग्नल तीव्रता का अनुकरण करें।

3. ऑप्टिकल उपकरण: सटीक माप परिणामों के लिए ऑप्टिकल सिग्नल की तीव्रता और फ्लक्स को नियंत्रित करने के लिए लेजर उपकरणों, फोटॉन काउंटरों, स्पेक्ट्रोमीटर, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और अन्य उपकरणों पर लागू किया जाता है।

सामान	पैरामीटर	इकाई
ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य रेंज	ओ बैंड/सी बैंड/एल बैंड/पूर्ण बैंड/अन्य	एनएम
क्षीणन प्रकार	उज्ज्वल या अंधेरा	-
क्षीणन सीमा	≥15/20/30/40	डीबी
निविष्ट वस्तु का नुकसान	≤0.7	डीबी
क्षीणन संकल्प	निरंतर	डीबी
वापसी हानि	≥45	डीबी
फाइबर प्रकार	एसएमएफ-28ई	-
प्रतिक्रिया समय (10-90%ऑप्टिकल पावर)	≤5	एमएस
ड्राइविंग वोल्टेज	5/6.5	V
संचालन शक्ति	≤5	मेगावाट
ध्रुवीकरण पर निर्भर हानि	≤0.2@10dB , ≤0.5 @<20dB att.	डीबी
तरंग दैर्ध्य पर निर्भर हानि	≤0.6@10dB , ≤1.0 @<20dB 20nm अवधि से अधिक	डीबी
अधिकतम ऑप्टिकल पावर	≤500	मेगावाट
परिचालन तापमान	-0~+70	डिग्री सेल्सियस
भंडारण तापमान	-40~+85	डिग्री सेल्सियस
कनेक्टर प्रकार	स्वनिर्धारित	-
पैकेज का आकार	Φ5.5xL19	मिमी

इवोआ

पैरामीटर	1310	1550	1310/1550	850/1310
प्रकार(एनएम)	1310	1550	1310/1550	850/1310
तरंग दैर्ध्य (एनएम)	1310±50	1550±50	1260~1650	850/1310±40
क्षीणन रेंज (डीबी)	0.8~60	0.8~60	0.8~60	0.8~60
मूल हानि (डीबी)	≤0.8	≤0.8	≤0.8	≤0.8
वापसी हानि(डीबी)	≥50	≥50	≥50	≥30
फाइबर प्रकार	एसएमएफ-28ई	एसएमएफ-28ई	एसएमएफ-28ई	50/125 या 62.5/125एमएम
पीडीएल(डीबी)	≤0.15	≤0.15	≤0.15	-
आयाम (मिमी)	26×18×8	26×18×8	26×18×8	26×18×8
ऑपरेटिंग तापमान(℃)	0~+70	0~+70	0~+70	0~+70
भंडारण तापमान(℃)	-40~+85	-40~+85	-40~+85	-40~+85

एमवीओए