Siri penguat optik: Pengenalan kepada Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optiksiri: Pengenalan kepada Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optik semikonduktor(SOA) ialah penguat optik berasaskan media gandaan semikonduktor. Ia pada asasnya seperti tiub laser semikonduktor berganding gentian, dengan cermin hujung digantikan dengan filem anti-pantulan; Pandu gelombang condong boleh digunakan untuk mengurangkan lagi pantulan hujung. Cahaya isyarat biasanya dihantar melalui pandu gelombang mod tunggal semikonduktor, dengan dimensi sisi 1-2 μm dan panjang kira-kira 0.5-2mm. Mod pandu gelombang bertindih dengan ketara dengan kawasan aktif (amplifikasi), yang dipam oleh arus. Arus suntikan menghasilkan ketumpatan pembawa tertentu dalam jalur konduksi, membolehkan peralihan optik dari jalur konduksi ke jalur valens. Ganjaran maksimum berlaku pada tenaga foton sedikit di atas tenaga jurang jalur.

Prinsip kerja penguat optik semikonduktor
Penguat optik semikonduktor(SOA) menguatkan isyarat cahaya datang melalui pancaran terangsang, dan mekanismenya adalah sama seperti laser semikonduktor.Penguat optik SOAhanyalah laser semikonduktor tanpa maklum balas, dan terasnya adalah untuk mendapatkan gandaan optik dengan membalikkan bilangan zarah apabila penguat optik semikonduktor dipam secara optik atau elektrik.
Jenis-jenisPenguat optik semikonduktor SOA
Mengikut peranan yang dimainkan oleh SOA dalam sistem pelanggan, ia boleh dibahagikan kepada empat kategori: siri, penggalak, pensuisan SOA dan prapenguat.
1. Penyisipan langsung: gandaan lebih tinggi, Psat sederhana; NF lebih rendah dan PDG lebih rendah, biasanya dikaitkan dengan SOA bebas polarisasi·
2. Penambah: Psat lebih tinggi, gandaan lebih rendah, biasanya bergantung pada pengkutuban;
3. Suis: nisbah kepupusan yang lebih tinggi dan masa naik/turun yang lebih pantas;
4. Pra-penguat: sesuai untuk jarak penghantaran yang lebih jauh, NF yang lebih rendah dan gandaan yang lebih tinggi.
Kelebihan penguat optik Semikonduktor SOA
Keuntungan optik yang disediakan oleh SOA dalam lebar jalur adalah agak bebas daripada panjang gelombang isyarat optik insiden.
Suntikan arus sebagai isyarat pam yang dikuatkan, bukannya pam optik.
Disebabkan saiznya yang padat, SOA boleh disepadukan dengan pelbagai peranti fotonik pandu gelombang pada substrat satah tunggal.
4. Mereka menggunakan teknologi yang sama seperti laser diod.
SOA boleh beroperasi dalam jalur spektrum komunikasi 1300 nm dan 1550 nm, dengan lebar jalur yang lebih luas (sehingga 100 nm).
6. Ia boleh dikonfigurasikan dan disepadukan untuk berfungsi sebagai prapenguat pada hujung penerima optik.
SOA boleh digunakan sebagai get logik mudah dalam rangkaian optik WDM.

Had penguat optik Semikonduktor SOA
SOA boleh memberikan kuasa optik output sehingga puluhan miliwatt (mW), yang biasanya mencukupi untuk operasi saluran tunggal dalam pautan komunikasi gentian optik. Walau bagaimanapun, sistem WDM mungkin memerlukan sehingga beberapa mW kuasa setiap saluran.
2. Disebabkan gandingan gentian optik input ke dalam dan ke luar cip bersepadu SOA yang sering menyebabkan kehilangan isyarat, SOA mesti menyediakan gandaan optik tambahan untuk meminimumkan kesan kehilangan ini pada aspek input/output kawasan aktif.
SOA sangat sensitif terhadap polarisasi isyarat optik input.
4. Ia menghasilkan tahap hingar yang lebih tinggi dalam media aktif berbanding penguat gentian.
Jika berbilang saluran optik dikuatkan seperti yang diperlukan dalam aplikasi WDM, SOA akan menyebabkan crosstalk yang teruk.