Siri Penguat Optik: Pengenalan kepada Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optikSiri: Pengenalan kepada Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optik semikonduktor(SOA) adalah penguat optik berdasarkan media keuntungan semikonduktor. Ia pada dasarnya seperti tiub laser semikonduktor serat yang digabungkan, dengan cermin akhir digantikan oleh filem anti reflektif; Waveguides yang condong boleh digunakan untuk mengurangkan lagi pemantulan akhir. Cahaya isyarat biasanya dihantar melalui gelombang gelombang tunggal semikonduktor, dengan dimensi sisi 1-2 μm dan panjang kira-kira 0.5-2mm. Mod Waveguide jauh bertindih dengan rantau aktif (penguatan), yang dipam oleh arus. Suntikan semasa menghasilkan ketumpatan pembawa tertentu dalam jalur konduksi, yang membolehkan peralihan optik dari jalur konduksi ke band valensi. Keuntungan maksimum berlaku pada tenaga foton sedikit di atas tenaga bandgap.

Prinsip kerja penguat optik semikonduktor
Penguat optik semikonduktor (Soa) menguatkan isyarat cahaya insiden melalui pelepasan yang dirangsang, dan mekanisme mereka adalah sama dengan laser semikonduktor.Penguat optik SOAhanya laser semikonduktor tanpa maklum balas, dan terasnya adalah untuk mendapatkan keuntungan optik dengan membalikkan bilangan zarah apabila penguat optik semikonduktor secara optik atau elektrik dipam.
JenisPenguat optik semikonduktor SOA
Menurut peranan yang dimainkan oleh SOA dalam sistem pelanggan, mereka boleh dibahagikan kepada empat kategori: siri, penggalak, menukar SOA, dan preamplifier.
1. Penyisipan langsung: keuntungan yang lebih tinggi, PSAT sederhana; NF yang lebih rendah dan PDG yang lebih rendah, biasanya dikaitkan dengan polarisasi bebas SOA ·
2. Enhancer: PSAT yang lebih tinggi, keuntungan yang lebih rendah, biasanya bergantung kepada polarisasi;
3. Suis: Nisbah kepupusan yang lebih tinggi dan masa kenaikan/kejatuhan yang lebih cepat;
4. Pra penguat: Sesuai untuk jarak penghantaran yang lebih panjang, NF yang lebih rendah, dan keuntungan yang lebih tinggi.
Kelebihan Penguat Optik Semikonduktor SOA
Keuntungan optik yang disediakan oleh SOA dalam jalur lebarnya agak bebas daripada panjang gelombang isyarat optik kejadian.
Suntikan arus sebagai isyarat pam yang diperkuat, bukannya mengepam optik.
Oleh kerana saiz padatnya, SOA boleh diintegrasikan dengan pelbagai peranti fotonik gelombang pada substrat planar tunggal.
4. Mereka menggunakan teknologi yang sama seperti laser diod.
SOA boleh beroperasi dalam kumpulan spektrum komunikasi 1300 nm dan 1550 nm, dengan jalur lebar yang lebih luas (sehingga 100 nm).
6.
SOA boleh digunakan sebagai pintu logik mudah dalam rangkaian optik WDM.

Batasan penguat optik semikonduktor SOA
SOA boleh memberikan kuasa optik output sehingga puluhan milliwatts (MW), yang biasanya mencukupi untuk operasi saluran tunggal dalam pautan komunikasi gentian optik. Walau bagaimanapun, sistem WDM mungkin memerlukan sehingga beberapa kuasa MW setiap saluran.
2. Oleh kerana gandingan gentian optik input ke dalam dan keluar dari cip bersepadu SOA sering menyebabkan kehilangan isyarat, SOA mesti memberikan keuntungan optik tambahan untuk meminimumkan kesan kerugian ini pada aspek input/output rantau aktif.
SOA sangat sensitif terhadap polarisasi isyarat optik input.
4. Mereka menjana tahap bunyi yang lebih tinggi dalam media aktif daripada penguat serat.
Jika pelbagai saluran optik dikuatkan seperti yang diperlukan dalam aplikasi WDM, SOA akan menyebabkan crosstalk yang teruk.