Seria amplificatorului optic: Introducere în amplificator optic semiconductor

Amplificator opticSeria: Introducere în amplificator optic semiconductor

Amplificator optic semiconductor(SOA) este un amplificator optic bazat pe suporturi de câștig semiconductor. Este în esență ca un tub laser cu semiconductor cuplat cu fibre, cu oglinda de sfârșit înlocuită de un film anti -reflectorizant; Ghidurile de undă înclinate pot fi utilizate pentru a reduce în continuare reflectivitatea finală. Lumina de semnal este de obicei transmisă printr-un ghid de undă cu un singur mod semiconductor, cu o dimensiune laterală de 1-2 μm și o lungime de aproximativ 0,5-2mm. Modul ghidului de undă se suprapune semnificativ cu regiunea activă (amplificare), care este pompată de curent. Curentul de injectare generează o anumită densitate a purtătorului în banda de conducere, permițând tranziții optice de la banda de conducere la banda de valență. Câștigul maxim apare la energiile fotonice ușor deasupra energiei de bandă.

Principiul de lucru al amplificatorului optic semiconductor
Amplificatoare optice semiconductoare (SOA) Amplificați semnalele de lumină incidente prin emisii stimulate, iar mecanismul lor este același cu cel al laserelor semiconductoare.Amplificator optic SOAeste doar un laser semiconductor fără feedback, iar miezul său este de a obține un câștig optic prin inversarea numărului de particule atunci când amplificatorul optic semiconductor este pompat optic sau electric.
Tipuri deAmplificator optic cu semiconductor SOA
Conform rolului jucat de SOA în sistemele clienților, acestea pot fi împărțite în patru categorii: serial, rapel, comutare SOA și preamplificator.
1. Inserție directă: câștig mai mare, PSAT moderat; NF inferior și PDG inferior, de obicei asociate cu SOA independent de polarizare ·
2. Îmbunătățitor: PSAT mai mare, câștig mai mic, de obicei dependent de polarizare;
3. Comutator: raport de extincție mai mare și timp de creștere/cădere mai rapidă;
4. Amplificator pre: Potrivit pentru distanțe de transmisie mai lungi, NF mai mici și câștig mai mare.
Avantajele amplificatorului optic SOA semiconductor
Câștigul optic furnizat de SOA în lățimea de bandă este relativ independent de lungimea de undă a semnalului optic incident.
Injectați curent ca semnal de pompă amplificat, mai degrabă decât pompare optică.
Datorită dimensiunii sale compacte, SOA poate fi integrat cu mai multe dispozitive fotonice pentru ghiduri de undă pe un singur substrat plan.
4. Ei folosesc aceeași tehnologie ca laserele diode.
SOA poate funcționa în benzile spectrale de comunicare de 1300 nm și 1550 nm, cu o lățime de bandă mai largă (până la 100 nm).
6. Ele pot fi configurate și integrate pentru a servi drept preamplificatoare la capătul receptorului optic.
SOA poate fi utilizat ca o poartă logică simplă în rețelele optice WDM.

Limitări ale amplificatorului optic cu semiconductor SOA
SOA poate furniza o putere optică de ieșire de până la zeci de milliwatts (MW), care este de obicei suficient pentru funcționarea cu un singur canal în legături de comunicare cu fibră optică. Cu toate acestea, sistemele WDM pot necesita până la mai multe MW de putere pe canal.
2. Datorită cuplării fibrelor optice de intrare în și din cipuri integrate SOA, adesea provocând pierderi de semnal, SOA trebuie să ofere un câștig optic suplimentar pentru a minimiza impactul acestei pierderi asupra aspectelor de intrare/ieșire ale regiunii active.
SOA este extrem de sensibil la polarizarea semnalelor optice de intrare.
4. generează niveluri mai mari de zgomot în medii active decât amplificatoarele de fibre.
Dacă mai multe canale optice sunt amplificate, după cum este necesar în aplicațiile WDM, SOA va provoca intersecția severă.