Kaj je apolprevodniški optični ojačevalnik
Polprevodniški optični ojačevalnik je vrsta optičnega ojačevalnika, ki uporablja polprevodniški ojačevalni medij. Podobno je laserski diodi, pri kateri je zrcalo na spodnjem koncu nadomeščeno s polodsevno prevleko. Signalna svetloba se prenaša skozi polprevodniški enomodni valovod. Prečna dimenzija valovoda je 1-2 mikrometra, njegova dolžina pa je reda velikosti 0,5-2 mm. Mod valovoda se znatno prekriva z aktivnim (ojačevalnim) območjem, ki ga črpa tok. Vbrizgani tok ustvari določeno koncentracijo nosilcev v prevodnem pasu, kar omogoča optični prehod prevodnega pasu v valentni pas. Najvišji dobiček se pojavi, ko je energija fotona nekoliko večja od energije pasovne reže. Optični ojačevalnik SOA se običajno uporablja v telekomunikacijskih sistemih v obliki pigtailov, z delovno valovno dolžino okoli 1300 nm ali 1500 nm, kar zagotavlja približno 30 dB dobička.
TheSOA polprevodniški optični ojačevalnikje PN-stična naprava s strukturo kvantne jame deformacije. Zunanja direktna prednapetost obrne število dielektričnih delcev. Po vstopu zunanje vzbujevalne svetlobe se ustvari stimulirano sevanje, ki doseže ojačanje optičnih signalov. Vsi trije zgoraj navedeni procesi prenosa energije obstajajo vOptični ojačevalnik SOAOjačanje optičnih signalov temelji na stimulirani emisiji. Proces stimulirane absorpcije in stimulirane emisije obstajata hkrati. Stimulirano absorpcijo črpalne svetlobe je mogoče uporabiti za pospešitev obnavljanja nosilcev naboja, hkrati pa lahko električna črpalka pošlje elektrone na visoko energijsko raven (prevodni pas). Ko se spontano sevanje ojača, se tvori ojačan šum spontanega sevanja. Optični ojačevalnik SOA temelji na polprevodniških čipih.
Polprevodniški čipi so sestavljeni iz sestavljenih polprevodnikov, kot so GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP in InP/InAlGaAs itd. To so tudi materiali za izdelavo polprevodniških laserjev. Zasnova valovoda SOA je enaka ali podobna kot pri laserjih. Razlika je v tem, da morajo laserji okoli ojačevalnega medija tvoriti resonančno votlino, da ustvarijo in vzdržujejo nihanje optičnega signala. Optični signal se v votlini večkrat ojača, preden se odda. VSOA ojačevalnik(kar tukaj obravnavamo, je omejeno na ojačevalnike potujočih valov, ki se uporabljajo v večini aplikacij), svetloba mora le enkrat preiti skozi ojačevalni medij, povratni odboj pa je minimalen. Struktura ojačevalnika SOA je sestavljena iz treh območij: območja P, območja I (aktivna plast ali vozlišče) in območja N. Aktivna plast je običajno sestavljena iz kvantnih jamic, ki lahko izboljšajo učinkovitost fotoelektrične pretvorbe in zmanjšajo prag toka.
Slika 1 Vlaknasti laser z integriranim SOA za generiranje optičnih impulzov
Uporablja se za prenos kanalov
SOA se običajno ne uporabljajo le za ojačanje: uporabljajo se lahko tudi na področju optične komunikacije, v aplikacijah, ki temeljijo na nelinearnih procesih, kot sta ojačanje nasičenosti ali navzkrižna fazna polarizacija, ki izkoriščajo spreminjanje koncentracije nosilcev v optičnem ojačevalniku SOA za doseganje različnih lomnih količnikov. Te učinke je mogoče uporabiti za prenos kanalov (pretvorbo valovnih dolžin), pretvorbo modulacijskega formata, obnovitev ure, regeneracijo signalov in prepoznavanje vzorcev itd. v sistemih za multipleksiranje z delitevjo valovnih dolžin.
Z napredkom tehnologije optoelektronskih integriranih vezij in zmanjšanjem proizvodnih stroškov se bodo področja uporabe polprevodniških optičnih ojačevalnikov SOA kot osnovnih ojačevalnikov, funkcionalnih optičnih naprav in komponent podsistemov še naprej širila.
Čas objave: 23. junij 2025