ما هي "حلقة الألياف الدائرية"؟ ما مدى معرفتك بها؟
التعريف: حلقة من الألياف الضوئية يمكن للضوء أن يدور خلالها عدة مرات
حلقة الألياف الدائرية هيجهاز الألياف البصريةحيث يمكن للضوء أن يتناوب ذهابًا وإيابًا عدة مرات. يُستخدم بشكل رئيسي في أنظمة الاتصالات بالألياف الضوئية طويلة المدى. حتى مع طول محدود يبلغالألياف البصريةيمكن نقل ضوء الإشارة لمسافات طويلة جدًا عن طريق لفّه عدة مرات. يساعد هذا على دراسة الآثار الضارة وعدم الخطية البصرية التي تؤثر على جودة ضوء الإشارة.
في تكنولوجيا الليزر، يمكن استخدام حلقات الألياف الدائرية لقياس عرض الخطالليزر، خاصةً عندما يكون عرض الخط صغيرًا جدًا (<1 كيلوهرتز). يُعد هذا امتدادًا لطريقة قياس عرض الخط ذاتية التباين، والتي لا تتطلب ليزرًا مرجعيًا إضافيًا للحصول على إشارة مرجعية منه، وهو ما يتطلب استخدام ألياف طويلة أحادية الوضع. تكمن مشكلة تقنية الكشف ذاتية التباين في أن التأخير الزمني المطلوب يساوي مقلوب عرض الخط، لذا فإن عرض الخط لا يتجاوز بضعة كيلوهرتز، وحتى أقل من 1 كيلوهرتز يتطلب أطوال ألياف طويلة جدًا.
الشكل 1: مخطط تخطيطي لحلقة الألياف الدائرية.
السبب الرئيسي لاستخدام حلقات الألياف هو أن الألياف متوسطة الطول توفر تأخيرًا زمنيًا طويلًا لأن الضوء ينتقل عبر عدة دورات في الألياف. لفصل الضوء المنقول في حلقات مختلفة، يمكن استخدام مُعدّل صوتي بصري في الحلقة لإنتاج انزياح ترددي معين (مثلًا، 100 ميجاهرتز). ولأن هذا الانزياح الترددي أكبر بكثير من عرض الخط، يمكن فصل الضوء الذي انتقل عبر عدد مختلف من الدورات في الحلقة في نطاق التردد. فيكاشف ضوئي، الأصليضوء الليزرويمكن استخدام نبض الضوء بعد تحول التردد لقياس عرض الخط.
في حال عدم وجود جهاز تضخيم في الحلقة، يكون الفقد في المُعدِّل الصوتي البصري والألياف كبيرًا جدًا، وتنخفض شدة الضوء بشكل كبير بعد عدة حلقات. هذا يحدّ بشدة من عدد الحلقات عند قياس عرض الخط. يمكن إضافة مضخمات ألياف إلى الحلقة لإزالة هذا القيد.
ومع ذلك، يُثير هذا مشكلة جديدة: فرغم أن الضوء المار عبر دورات مختلفة يكون منفصلاً تمامًا، إلا أن إشارة النبض تأتي من أزواج مختلفة من الفوتونات، مما يُغيّر طيف النبض ككل. يمكن تصميم حلقة الألياف الضوئية بشكل معقول لتثبيط هذه التأثيرات بفعالية. وأخيرًا، تُحدَّد حساسية حلقة الألياف الدائرية بضوضاءمضخم الألياف. ومن الضروري أيضًا مراعاة عدم خطية الألياف والخطوط غير اللورنتزية في معالجة البيانات
وقت النشر: ١٢ ديسمبر ٢٠٢٣