Optikai erősítősorozat: Bevezetés a félvezető optikai erősítőbe
Félvezető optikai erősítő(SOA) egy félvezető erősítőközegen alapuló optikai erősítő. Lényegében egy száloptikás félvezető lézercsőhöz hasonlít, amelynek végtükrét egy tükröződésmentes film helyettesíti; A döntött hullámvezetők a végtükrözés további csökkentésére használhatók. A jelfényt általában egy félvezető egymódusú hullámvezetőn keresztül vezetik át, amelynek oldalirányú mérete 1-2 μm, hossza pedig körülbelül 0,5-2 mm. A hullámvezető módusa jelentősen átfedésben van az aktív (erősítő) tartománnyal, amelyet az áram pumpál. Az áram befecskendezése bizonyos vivősűrűséget generál a vezetési sávban, lehetővé téve az optikai átmeneteket a vezetési sávból a vegyértéksávba. A maximális erősítés a tiltott sáv energiája feletti fotonenergiákon jelentkezik.
A félvezető optikai erősítő működési elve
Félvezető optikai erősítők (SOA) indukált emisszióval erősítik a beeső fényjeleket, és mechanizmusuk megegyezik a félvezető lézerekével.SOA optikai erősítőcsupán egy visszacsatolás nélküli félvezető lézer, amelynek lényege az optikai erősítés elérése a részecskék számának megfordításával, amikor a félvezető optikai erősítőt optikailag vagy elektromosan pumpálják.
TípusokSOA félvezető optikai erősítő
A SOA-k az ügyfélrendszerekben betöltött szerepük szerint négy kategóriába sorolhatók: soros, erősítő, kapcsoló SOA és előerősítő.
1. Közvetlen beszúrás: nagyobb erősítés, mérsékelt Psat; Alacsonyabb NF és alacsonyabb PDG, általában polarizációtól független SOA-val társulva.
2. Erősítő: Magasabb Psat, alacsonyabb erősítés, általában a polarizációtól függ;
3. Kapcsoló: magasabb kioltási arány és gyorsabb felfutási/lefutási idő;
4. Előerősítő: hosszabb átviteli távolságokhoz, alacsonyabb NF-hez és nagyobb erősítéshez alkalmas.
A SOA félvezető optikai erősítő előnyei
A SOA által a sávszélességen belül biztosított optikai erősítés viszonylag független a beeső optikai jel hullámhosszától.
Az áramot erősített pumpáló jelként injektáljuk optikai pumpálás helyett.
Kompakt méretének köszönhetően a SOA több hullámvezető fotonikus eszközzel integrálható egyetlen sík hordozón.
4. Ugyanazt a technológiát használják, mint a diódalézerek.
A SOA az 1300 nm és 1550 nm kommunikációs spektrális sávokban képes működni, szélesebb sávszélességgel (akár 100 nm).
6. Konfigurálhatók és integrálhatók úgy, hogy előerősítőként szolgáljanak az optikai vevőoldalon.
A SOA egyszerű logikai kapuként használható WDM optikai hálózatokban.
A SOA félvezető optikai erősítő korlátai
A SOA akár több tíz milliwatt (mW) kimeneti optikai teljesítményt is képes biztosítani, ami jellemzően elegendő egycsatornás működéshez optikai szálas kommunikációs kapcsolatokban. A WDM rendszerek azonban csatornánként akár több mW teljesítményt is igényelhetnek.
2. Mivel a bemeneti optikai szálak SOA integrált chipekbe és onnan kifelé történő csatolása gyakran jelveszteséget okoz, a SOA-nak további optikai erősítést kell biztosítania, hogy minimalizálja a veszteség hatását az aktív régió bemeneti/kimeneti aspektusaira.
A SOA nagyon érzékeny a bemeneti optikai jelek polarizációjára.
4. Aktív közegben magasabb zajszintet generálnak, mint a száloptikai erősítők.
Ha a WDM alkalmazásokban több optikai csatornát erősítenek szükség szerint, a SOA súlyos áthallást okoz.
Közzététel ideje: 2025. február 24.