Optikai erősítő sorozat: Bevezetés a félvezető optikai erősítőbe

Optikai erősítőSorozat: Bevezetés a félvezető optikai erősítőbe

Félvezető optikai erősítő(SOA) egy optikai erősítő, amely a félvezető erősítő táptalajon alapul. Alapvetően olyan, mint egy szálas kapcsolt félvezető lézercső, a végtükret pedig egy anti -tükröző film helyettesíti; A döntött hullámvezetők felhasználhatók a vég visszaverődés további csökkentésére. A jel fényt általában egy félvezető egy üzemmódú hullámvezetőn keresztül továbbítják, oldalirányú dimenzióval 1-2 μm és körülbelül 0,5-2 mm hosszúságú. A hullámvezető üzemmód jelentősen átfedésben van az aktív (amplifikációs) régióval, amelyet az áram szivattyúz. Az áram injektálása bizonyos hordozó sűrűséget generál a vezetőképes sávban, lehetővé téve az optikai átmeneteket a vezető sávból a valencia sávba. A maximális nyereség a fotonenergiáknál kissé a sávos energia felett fordul elő.

A félvezető optikai erősítő működési elve
Félvezető optikai erősítők (SOA) Az incidens fényjelek erősítése stimulált emisszió révén, és mechanizmusuk megegyezik a félvezető lézerekkel.SOA optikai erősítőcsak egy félvezető lézer, visszajelzés nélkül, és magja az optikai nyereség elérése azáltal, hogy megfordítja a részecskék számát, amikor a félvezető optikai erősítő optikailag vagy elektromosan szivattyúzott.
TípusúSOA félvezető optikai erősítő
A SOA által az ügyfélrendszerekben játszott szerepe szerint négy kategóriába sorolhatók: soros, emlékeztető, SOA váltás és előerősítő.
1. Közvetlen beillesztés: magasabb nyereség, mérsékelt PSAT; Alsó NF és alacsonyabb PDG, általában a polarizáció független SOA ·
2. Fokozó: magasabb PSAT, alacsonyabb nyereség, általában a polarizációtól függ;
3. Kapcsoló: Magasabb extinkciós arány és gyorsabb emelkedési/esési idő;
4. Pre erősítő: hosszabb átviteli távolságokra, alacsonyabb NF és magasabb nyereségre alkalmas.
A SOA félvezető optikai erősítő előnyei
A SOA által a sávszélességben biztosított optikai nyereség viszonylag független a beeső optikai jel hullámhosszától.
Injektálja az áramot amplifikált szivattyújelként, nem pedig optikai szivattyúzásként.
Kompakt méretének köszönhetően a SOA integrálható több hullámvezető fotonikus eszközzel egyetlen sík szubsztrátumon.
4. Ugyanazt a technológiát használják, mint a dióda lézerek.
A SOA képes működni a 1300 nm és 1550 nm kommunikációs spektrális sávokban, szélesebb sávszélességgel (akár 100 nm -ig).
6. Konfigurálhatók és integrálhatók, hogy előerősítőként szolgáljanak az optikai vevő végén.
A SOA egyszerű logikai kapuként használható a WDM optikai hálózatokban.

SOA félvezető optikai erősítő korlátozásai
A SOA akár több tíz milliwatt (MW) kimeneti optikai teljesítményt nyújthat, ami jellemzően elegendő az egycsatornás működéséhez a száloptikai kommunikációs kapcsolatokban. A WDM rendszerek azonban akár több MW teljesítményt igényelhetnek csatornánként.
2. Mivel a bemeneti optikai szálak összekapcsolódnak a SOA integrált chipekbe, amelyek gyakran jelvesztést okoznak, a SOA -nak további optikai nyereséget kell biztosítania, hogy minimalizálja ennek a veszteségnek az aktív régió bemeneti/kimeneti aspektusaira gyakorolt ​​hatását.
A SOA nagyon érzékeny a bemeneti optikai jelek polarizációjára.
4. Az aktív közegben magasabb zajszintet generálnak, mint a szálas erősítőknél.
Ha a WDM alkalmazásokban szükség szerint több optikai csatornát amplifikálnak, akkor a SOA súlyos áthallást okoz.