Serija optičnih ojačevalnikov: Uvod v polprevodniški optični ojačevalnik

Optični ojačevalnikSerija: Uvod v polprevodniški optični ojačevalnik

Polprevodniški optični ojačevalnik(SOA) je optični ojačevalnik, ki temelji na medijih za pridobivanje polprevodnikov. V bistvu je kot polprevodniška laserska cev, povezana z vlakninami, s končnim ogledalom, ki ga nadomesti proti odsevni film; Nagnjeni valovodi se lahko uporabijo za nadaljnje zmanjšanje končne odbojnosti. Signalna svetloba se ponavadi prenaša skozi polprevodniški enodelni valovodi, s stransko dimenzijo 1-2 μm in dolžino približno 0,5-2 mm. Način valovoda se znatno prekriva z aktivnim (ojačevalnim) območjem, ki ga črpa tok. Vbrizgavanje toka ustvari določeno gostoto nosilca v prevodnem pasu, kar omogoča optične prehode iz prevodnega pasu do valenčnega pasu. Največji dobiček se pojavi pri fotonskih energijah nekoliko nad energijo pasu.

Delovno načelo polprevodniškega optičnega ojačevalnika
Polprevodniški optični ojačevalniki (SOA) Okrepite vpadne svetlobne signale s stimulirano emisijo, njihov mehanizem pa je enak mehanizmu kot pri polprevodniških laserjih.SOA optični ojačevalnikje le polprevodniški laser brez povratnih informacij, njegovo jedro pa je pridobiti optični dobiček z obratnim številom delcev, ko je polprevodniški optični ojačevalnik optično ali električno črpam.
VrsteSOA polprevodniški optični ojačevalnik
Glede na vlogo SOA v sistemih za stranke je mogoče razdeliti na štiri kategorije: serijsko, spodbujevalno, preklopno SOA in predojačevalnik.
1. Neposredna vstavljanje: višji dobiček, zmerni PSAT; Nižji NF in nižji PDG, običajno povezan z neodvisno polarizacijo SOA ·
2. ODPAJAVA: višji PSAT, nižji dobiček, običajno odvisen od polarizacije;
3. Stikalo: večje razmerje izumrtja in hitrejši čas dviga/padca;
4. Premonilnik: primeren za daljše razdalje prenosa, nižji NF in večji dobiček.
Prednosti polprevodniškega optičnega ojačevalnika SOA
Optični dobiček, ki ga zagotavlja SOA znotraj pasovne širine, je relativno neodvisen od valovne dolžine incidentnega optičnega signala.
Vbrizgajte tok kot ojačan signal črpalke, ne pa optično črpanje.
Zaradi svoje kompaktne velikosti lahko SOA integrirate z več valovodnimi fotonskimi napravami na enem ravninskem substratu.
4. Uporabljajo isto tehnologijo kot diodni laserji.
SOA lahko deluje v komunikacijskih spektralnih pasovih 1300 nm in 1550 nm, s širšo pasovno širino (do 100 nm).
6. Na koncu optičnega sprejemnika jih je mogoče konfigurirati in integrirati tako, da služijo kot predojačevalniki.
SOA se lahko uporablja kot preprosta logična vrata v optičnih omrežjih WDM.

Omejitve polprevodniškega optičnega ojačevalnika SOA
SOA lahko zagotovi izhodno optično moč do več deset miliwattov (MW), kar običajno zadostuje za delovanje enonasmernega delovanja v optičnih komunikacijskih povezavah. Vendar lahko sistemi WDM zahtevajo do več MW moči na kanal.
2. Zaradi združevanja vhodnih optičnih vlaken v in iz integriranih čipov SOA pogosto povzroča izgubo signala, mora SOA zagotoviti dodaten optični dobiček, da zmanjša vpliv te izgube na vhodne/izhodne vidike aktivnega območja.
SOA je zelo občutljiv na polarizacijo vhodnih optičnih signalov.
4. V aktivnih medijih ustvarjajo višjo raven hrupa kot ojačevalniki vlaken.
Če se v aplikacijah WDM po potrebi razširi več optičnih kanalov, bo SOA povzročila hudo križanje.