نمذجة ومحاكاة وسط ربح ليفي

الملخص

تعتبر مسألة تصميم وتصنيع منابع ليزرية في غاية الأهمية من أجل تطبيقات متعددة كالحساسات والتحليل الطيفي والتطبيقات الصناعية وتطبيقات الإتصالات الضوئية. لهذه الأخيرة خصوصية لأهميتها، حيث تركز الأبحاث على تصميم منابع ليزرية بمواصفات محددة تتوافق ومتطلبات تقنية التجميع بتقسيم طول الموجة الضوئية
(Wavelength Division Multiplexing - WDM) التي تشكل أساس تطوير وتحسين أداء الشبكات الضوئية. فقد شكل ظهور الألياف الضوئية وتطورها السريع في الخصائص والنوعية وإمكانية استخدامها كوسط تضخيم منعطفاً في مجال الليزرات الصلبة، وأدى ذلك التطور إلى ظهور مجال بحثي هام جداً هو مجال الليزرات الليفية التي تستخدم الليف الضوئي وحيد النمط كوسط تضخيم.

يهدف ويركز البحث على اقتراح طريقة للوصول إلى جملة خصائص وسط ربح صلب ليفي ما(مصمم أو معتمد صناعياً). تعتمد تقنية تحقيق هدف البحث على استخدام برنامج OptiSystem المستخدم عالمياً في المجالين البحثي والصناعي بالإضافة لاستخدام برنامج MATLAB في عملية محاكاة مساعدة للحصول على المنحنيات البيانية، ذلك بترحيل البيانات المستخلصة من المحاكي OptiSystem إلى برنامج  MATLAB. يتم في هذا البحث دراسة نوع واحد من الألياف الضوئية وهو ليف وحيد النمط قياسي، ليكن هناك إمكانية لتعميم البحث لإيجاد خصائص الليف المستخدم.

نستطيع بتطبيق المحاكاة المقترحة التوصل إلى خصائص وسط الربح الليفي ومن أهمها: ربح الوسط بتابعية طول الموجة عند استطاعات ضخ مختلفة وأطوال مختلفة لليف الضوئي المدروس. وقد تم اقتراح طريقة جديدة للحصول على منحني الاصدار التلقائي المضخم (Amplified Spontaneous Emission-ASE)، يتلخص ذلك بأن يوضع الليف ضمن حلقة تضم مرشح ضوئي صرف عرض نطاقه يساوي على الأقل عرض نطاق الإصدار لوسط التضخيم المشاب بعناصر أرضية نادرة مثل ( ) حيث تم تنفيذ المحاكاة باستخدام برنامج OptiSystem ومقارنة صحة النتائج بدراسات مرجعية.