Amplificator opticserie: Introducere în amplificatorul optic semiconductor
Amplificator optic semiconductor(SOA) este un amplificator optic bazat pe un mediu de amplificare semiconductor. Este în esență ca un tub laser semiconductor cuplat cu fibră, cu oglinda finală înlocuită de o peliculă antireflexie; Ghidurile de undă înclinate pot fi utilizate pentru a reduce și mai mult reflectivitatea finală. Lumina semnalului este de obicei transmisă printr-un ghid de undă semiconductor monomod, cu o dimensiune laterală de 1-2 μm și o lungime de aproximativ 0,5-2 mm. Modul ghidului de undă se suprapune semnificativ cu regiunea activă (de amplificare), care este pompată de curent. Injectarea curentului generează o anumită densitate de purtători în banda de conducție, permițând tranziții optice de la banda de conducție la banda de valență. Câștigul maxim apare la energii fotonice puțin peste energia benzii interzise.
Principiul de funcționare al amplificatorului optic semiconductor
Amplificatoare optice semiconductoare (SOA) amplifică semnalele luminoase incidente prin emisie stimulată, iar mecanismul lor este același cu cel al laserelor semiconductoare.Amplificator optic SOAeste doar un laser semiconductor fără feedback, iar esența sa 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 semiconductor SOA
Conform rolului jucat de SOA în sistemele clienților, acestea pot fi împărțite în patru categorii: seriale, amplificatoare, SOA în comutație și preamplificatoare.
1. Inserție directă: câștig mai mare, Psat moderat; NF mai mic și PDG mai mic, de obicei asociat cu SOA independent de polarizare.
2. Enhancer: Psat mai mare, câștig mai mic, de obicei dependent de polarizare;
3. Comutator: raport de extincție mai mare și timp de creștere/descreștere mai rapid;
4. Preamplificator: potrivit pentru distanțe de transmisie mai lungi, NF mai mic și câștig mai mare.
Avantajele amplificatorului optic semiconductor SOA
Câștigul optic furnizat de SOA în cadrul lățimii de bandă este relativ independent de lungimea de undă a semnalului optic incident.
Injectați curent ca semnal de pompare amplificat, mai degrabă decât pompare optică.
Datorită dimensiunilor sale compacte, SOA poate fi integrată cu mai multe dispozitive fotonice cu ghid de undă pe un singur substrat planar.
4. Folosesc aceeași tehnologie ca laserele cu diode.
SOA poate opera în benzile spectrale de comunicații de 1300 nm și 1550 nm, cu o lățime de bandă mai mare (până la 100 nm).
6. Acestea pot fi configurate și integrate pentru a servi ca preamplificatoare la capătul receptorului optic.
SOA poate fi utilizată ca o poartă logică simplă în rețelele optice WDM.
Limitările amplificatorului optic semiconductor SOA
SOA poate furniza o putere optică de ieșire de până la zeci de miliwați (mW), ceea ce este de obicei suficient pentru funcționarea pe un singur canal în legăturile de comunicații cu fibră optică. Cu toate acestea, sistemele WDM pot necesita până la câțiva mW de putere per canal.
2. Datorită cuplării fibrelor optice de intrare în și din cipurile integrate SOA, care cauzează adesea 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 foarte sensibil la polarizarea semnalelor optice de intrare.
4. Acestea generează niveluri mai ridicate de zgomot în mediile active decât amplificatoarele cu fibră optică.
Dacă mai multe canale optice sunt amplificate după cum este necesar în aplicațiile WDM, SOA va cauza diafonie severă.
Data publicării: 24 februarie 2025