Apakah itupenguat optik semikonduktor
Penguat optik semikonduktor ialah sejenis penguat optik yang menggunakan medium gandaan semikonduktor. Ia serupa dengan diod laser, di mana cermin di hujung bawah digantikan dengan salutan separa pantulan. Cahaya isyarat dipancarkan melalui pandu gelombang mod tunggal semikonduktor. Dimensi melintang pandu gelombang ialah 1-2 mikrometer dan panjangnya adalah sekitar 0.5-2mm. Mod pandu gelombang mempunyai pertindihan yang ketara dengan kawasan aktif (amplifikasi), yang dipam oleh arus. Arus yang disuntik menghasilkan kepekatan pembawa tertentu dalam jalur konduksi, yang membolehkan peralihan optik jalur konduksi ke jalur valens. Gain puncak berlaku apabila tenaga foton sedikit lebih besar daripada tenaga jurang jalur. Penguat optik SOA biasanya digunakan dalam sistem telekomunikasi dalam bentuk kuncir, dengan panjang gelombang operasi sekitar 1300nm atau 1500nm, memberikan kira-kira 30dB gandaan.
YangPenguat optik semikonduktor SOAialah peranti simpang PN dengan struktur telaga kuantum terikan. Bias hadapan luaran membalikkan bilangan zarah dielektrik. Selepas cahaya pengujaan luaran masuk, sinaran yang dirangsang dijana, mencapai penguatan isyarat optik. Ketiga-tiga proses pemindahan tenaga di atas wujud dalamPenguat optik SOAPenguatan isyarat optik adalah berdasarkan pancaran yang dirangsang. Proses penyerapan yang dirangsang dan pancaran yang dirangsang wujud secara serentak. Penyerapan cahaya pam yang dirangsang boleh digunakan untuk mempercepatkan pemulihan pembawa, dan pada masa yang sama, pam elektrik boleh menghantar elektron ke tahap tenaga yang tinggi (jalur konduksi). Apabila sinaran spontan dikuatkan, ia akan membentuk hingar sinaran spontan yang dikuatkan. Penguat optik SOA adalah berdasarkan cip semikonduktor.
Cip semikonduktor terdiri daripada semikonduktor majmuk, seperti GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP dan InP/InAlGaAs, dan sebagainya. Ini juga merupakan bahan untuk membuat laser semikonduktor. Reka bentuk pandu gelombang SOA adalah sama atau serupa dengan laser. Perbezaannya terletak pada laser perlu membentuk rongga resonan di sekeliling medium gandaan untuk menjana dan mengekalkan ayunan isyarat optik. Isyarat optik akan dikuatkan beberapa kali dalam rongga sebelum dikeluarkan. DalamPenguat SOA(apa yang kita bincangkan di sini adalah terhad kepada penguat gelombang bergerak yang digunakan dalam kebanyakan aplikasi), cahaya hanya perlu melalui medium gandaan sekali, dan pantulan ke belakang adalah minimum. Struktur penguat SOA terdiri daripada tiga kawasan: Kawasan P, Kawasan I (lapisan aktif atau nod), dan Kawasan N. Lapisan aktif biasanya terdiri daripada Telaga kuantum, yang boleh meningkatkan kecekapan penukaran fotoelektrik dan mengurangkan arus ambang.
Rajah 1 Laser gentian dengan SOA bersepadu untuk menjana denyutan optik
Digunakan untuk pemindahan saluran
SOA biasanya bukan sahaja digunakan untuk amplifikasi: ia juga boleh digunakan dalam bidang komunikasi gentian optik, aplikasi berdasarkan proses tak linear seperti perolehan tepu atau polarisasi fasa silang, yang menggunakan variasi kepekatan pembawa dalam penguat optik SOA untuk mendapatkan indeks biasan yang berbeza-beza. Kesan ini boleh digunakan untuk pemindahan saluran (penukaran panjang gelombang), penukaran format modulasi, pemulihan jam, penjanaan semula isyarat dan pengecaman corak, dsb. dalam sistem pemultipleksan pembahagian panjang gelombang.
Dengan kemajuan teknologi litar bersepadu optoelektronik dan pengurangan kos pembuatan, bidang aplikasi penguat optik semikonduktor SOA sebagai penguat asas, peranti optik berfungsi dan komponen subsistem akan terus berkembang.
Masa siaran: 23 Jun 2025