Hogyanfélvezető optikai erősítőAz amplifikáció elérése?
A nagy kapacitású optikai szálkommunikáció korszakának megjelenése után az optikai amplifikációs technológia gyorsan fejlődött.Optikai erősítőkA stimulált sugárzás vagy a stimulált szórás alapján amplifikálja a bemeneti optikai jeleket. A működő alapelv szerint az optikai erősítők félvezető optikai erősítőkre (SOA) ésoptikai rost erősítők- Köztük,félvezető optikai erősítőkszéles körben használják az optikai kommunikációban a széles nyereség sáv, a jó integráció és a széles hullámhossz -tartomány előnyei miatt. Aktív és passzív régiókból állnak, és az aktív régió a nyereség -régió. Amikor a fényjel áthalad az aktív régión, az elektronok elveszítik az energiát és visszatérnek az alapállapotba fotonok formájában, amelyeknek ugyanolyan hullámhosszúságú, mint a fényjel, ezáltal erősítve a fényjelet. A félvezető optikai erősítő a félvezető hordozót fordított részecskévé alakítja a hajtóárammal, erősíti az injektált magvilág amplitúdóját, és fenntartja az injektált magvilág, például a polarizáció, a vonal szélességének és a frekvenciának alapvető fizikai tulajdonságait. A működő áram növekedésével a kimeneti optikai teljesítmény egy bizonyos funkcionális kapcsolatban is növekszik.
De ez a növekedés nem korlátozódik korlátok nélkül, mivel a félvezető optikai erősítőknek erősítő telítettségi jelenségük van. A jelenség azt mutatja, hogy ha a bemeneti optikai teljesítmény állandó, akkor a nyereség növekszik az injektált hordozó koncentrációjának növekedésével, de ha az injektált hordozó koncentrációja túl nagy, akkor a nyereség telített vagy akár csökken. Ha a befecskendezett hordozó koncentrációja állandó, a kimeneti teljesítmény növekszik a bemeneti teljesítmény növekedésével, de ha a bemeneti optikai teljesítmény túl nagy, akkor a gerjesztett sugárzás által okozott hordozó fogyasztási sebessége túl nagy, ami nyereség telítettségét vagy csökkenését eredményezi. A nyereség telítettség jelenségének oka az elektronok és a fotonok közötti kölcsönhatás az aktív régió anyagában. Függetlenül attól, hogy az erősítő táptalajban vagy a külső fotonokban előállított fotonok, az a sebesség, amellyel a stimulált sugárzás a hordozókat fogyasztja, az a sebesség, amellyel a hordozók időben feltöltik a megfelelő energiaszintet. A stimulált sugárzás mellett a más tényezők által fogyasztott hordozó sebessége is megváltozik, ami hátrányosan befolyásolja a nyereség telítettségét.
Mivel a félvezető optikai erősítők legfontosabb funkciója a lineáris erősítés, elsősorban az amplifikáció elérése érdekében, felhasználható teljesítményerősítőként, vonalerősítőként és előerősítőként a kommunikációs rendszerekben. Az adó végén a félvezető optikai erősítőt használják teljesítményerősítőként a rendszer átviteli végén lévő kimeneti teljesítmény javításához, amely jelentősen megnövelheti a rendszer csomagtartójának relé távolságát. Az átviteli vonalban a félvezető optikai erősítő lineáris relé -erősítőként használható, így az átviteli regenerációs relé távolságát újra meghosszabbíthatjuk ugrásszerűen. A fogadó végén a félvezető optikai erősítő használható előerősítőként, amely jelentősen javíthatja a vevő érzékenységét. A félvezető optikai erősítők nyereség -telítési tulajdonságai miatt a bitenkénti nyereség az előző bitszekvenciához kapcsolódik. A kis csatornák közötti mintázathatást kereszteződés-modulációs hatásnak is nevezhetjük. Ez a technika a többcsatornák közötti keresztirányú modulációs hatás statisztikai átlagait használja, és a folyamatban egy közepes intenzitású folyamatos hullámot vezet be a gerenda fenntartása érdekében, ezáltal összenyomja az erősítő teljes nyereségét. Ezután csökken a csatornák közötti keresztirányú modulációs hatás.
A félvezető optikai erősítők egyszerű felépítésű, könnyű integrációval rendelkeznek, és amplifikálhatják a különböző hullámhosszúságú optikai jeleket, és széles körben használják a különféle típusú lézerek integrációjában. Jelenleg a félvezető optikai erősítőkön alapuló lézeres integrációs technológia továbbra is érett, ám a következő három szempontból még erőfeszítéseket kell tenni. Az egyik az, hogy csökkentse a kapcsolási veszteséget az optikai rostmal. A félvezető optikai erősítő fő problémája az, hogy a rost összekapcsolási vesztesége nagy. A kapcsolási hatékonyság javítása érdekében lencsét lehet hozzáadni a tengelykapcsoló rendszerhez, hogy minimalizálják a reflexió veszteséget, javítsák a sugár szimmetriáját és elérjék a nagy hatékonyságú tengelykapcsolót. A második a félvezető optikai erősítők polarizációs érzékenységének csökkentése. A polarizációs jellemző elsősorban a beeső fény polarizációs érzékenységére utal. Ha a félvezető optikai erősítőt nem kifejezetten feldolgozzák, akkor a nyereség tényleges sávszélessége csökken. A kvantumkút szerkezete hatékonyan javíthatja a félvezető optikai erősítők stabilitását. Lehetőség van egy egyszerű és kiváló kvantumkút -szerkezetet tanulmányozni a félvezető optikai erősítők polarizációs érzékenységének csökkentése érdekében. A harmadik az integrált folyamat optimalizálása. Jelenleg a félvezető optikai erősítők és lézerek integrációja túl bonyolult és nehézkes a műszaki feldolgozásban, ami nagy veszteséget okoz az optikai jelátvitel és az eszköz beillesztési veszteségében, és a költségek túl magas. Ezért meg kell próbálnunk optimalizálni az integrált eszközök szerkezetét és javítanunk az eszközök pontosságát.
Az optikai kommunikációs technológiában az optikai amplifikációs technológia az egyik támogató technológia, és a félvezető optikai erősítő technológia gyorsan fejlődik. Jelenleg a félvezető optikai erősítők teljesítménye jelentősen javult, különösen az új generációs optikai technológiák, például a hullámhossz -megoszlás multiplexelési vagy optikai váltási módjának fejlesztésében. Az információs ipar fejlesztésével bevezetik a különféle sávokhoz és különböző alkalmazásokhoz alkalmas optikai amplifikációs technológiát, és az új technológiák fejlesztése és kutatása elkerülhetetlenül a félvezető optikai erősítő technológiájának fejlesztését és virágzását folytatja.
A postai idő: február-25-2025