Ce este un/oamplificator optic semiconductor
Un amplificator optic semiconductor este un tip de amplificator optic care utilizează un mediu de amplificare semiconductor. Este similar cu o diodă laser, în care oglinda de la capătul inferior este înlocuită cu un strat semireflectorizant. Lumina semnalului este transmisă printr-un ghid de undă monomod semiconductor. Dimensiunea transversală a ghidului de undă este de 1-2 micrometri, iar lungimea sa este de ordinul a 0,5-2 mm. Modul ghidului de undă are o suprapunere semnificativă cu regiunea activă (de amplificare), care este pompată de curent. Curentul injectat generează o anumită concentrație de purtători în banda de conducție, permițând tranziția optică a benzii de conducție în banda de valență. Câștigul de vârf apare atunci când energia fotonică este puțin mai mare decât energia benzii interzise. Amplificatorul optic SOA este de obicei utilizat în sistemele de telecomunicații sub formă de pigtail-uri, cu o lungime de undă de funcționare în jurul valorii de 1300 nm sau 1500 nm, oferind un câștig de aproximativ 30 dB.
Cel/Cea/Cei/CeleAmplificator optic semiconductor SOAeste un dispozitiv cu joncțiune PN cu o structură de sondă cuantică de deformare. Polarizarea directă externă inversează numărul de particule dielectrice. După ce lumina de excitație externă intră, se generează radiație stimulată, realizând amplificarea semnalelor optice. Toate cele trei procese de transfer de energie menționate mai sus există înAmplificator optic SOAAmplificarea semnalelor optice se bazează pe emisia stimulată. Procesele de absorbție stimulată și emisie stimulată există simultan. Absorbția stimulată a luminii pompei poate fi utilizată pentru a accelera recuperarea purtătorilor de sarcină și, în același timp, pompa electrică poate trimite electroni la un nivel de energie ridicat (bandă de conducție). Atunci când radiația spontană este amplificată, aceasta va forma un zgomot de radiație spontană amplificat. Amplificatorul optic SOA se bazează pe cipuri semiconductoare.
Cipurile semiconductoare sunt compuse din semiconductori compuși, cum ar fi GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP și InP/InAlGaAs etc. Acestea sunt, de asemenea, materialele pentru fabricarea laserelor semiconductoare. Designul ghidului de undă al SOA este același sau similar cu cel al laserelor. Diferența constă în faptul că laserele trebuie să formeze o cavitate rezonantă în jurul mediului de amplificare pentru a genera și menține oscilația semnalului optic. Semnalul optic va fi amplificat de mai multe ori în cavitate înainte de a fi emis. ÎnAmplificator SOA(ceea ce discutăm aici se limitează la amplificatoarele cu undă călătoare utilizate în majoritatea aplicațiilor), lumina trebuie să treacă prin mediul de amplificare o singură dată, iar reflexia inversă este minimă. Structura amplificatorului SOA este formată din trei zone: Zona P, Zona I (stratul activ sau nodul) și Zona N. Stratul activ este de obicei compus din puțuri cuantice, care pot îmbunătăți eficiența conversiei fotoelectrice și pot reduce curentul de prag.
Figura 1 Laser cu fibră cu SOA integrat pentru generarea de impulsuri optice
Aplicat la transferul de canale
SOA-urile nu sunt de obicei aplicate doar la amplificare: ele pot fi utilizate și în domeniul comunicațiilor prin fibră optică, aplicații bazate pe procese neliniare, cum ar fi câștigul de saturație sau polarizarea încrucișată a fazelor, care utilizează variația concentrației purtătorilor în amplificatorul optic SOA pentru a obține indici de refracție variabili. Aceste efecte pot fi aplicate la transferul de canal (conversia lungimii de undă), conversia formatului de modulație, recuperarea ceasului, regenerarea semnalului și recunoașterea modelului etc. în sistemele de multiplexare prin divizarea lungimii de undă.
Odată cu avansarea tehnologiei circuitelor integrate optoelectronice și reducerea costurilor de fabricație, domeniile de aplicare ale amplificatoarelor optice semiconductoare SOA ca amplificatoare de bază, dispozitive optice funcționale și componente ale subsistemelor vor continua să se extindă.
Data publicării: 23 iunie 2025