Як справинапівпровідниковий оптичний підсилювачдосягти ампліфікації?
Після появи епохи великої ємності оптичного волоконного спілкування технологія оптичної ампліфікації швидко розвинулася.Оптичні підсилювачіампліфікувати вхідні оптичні сигнали на основі стимульованого випромінювання або стимульованого розсіювання. Відповідно до принципу роботи, оптичні підсилювачі можуть бути розділені на напівпровідникові оптичні підсилювачі (Соа) іпідсилювачі оптичних волокон. Серед них,напівпровідникові оптичні підсилювачішироко використовуються в оптичній комунікації в силу переваг широкої смуги посилення, хорошої інтеграції та широкого діапазону довжин хвиль. Вони складаються з активних та пасивних регіонів, а активна область - це регіон посилення. Коли світловий сигнал проходить через активну область, він змушує електрони втрачати енергію і повертатися до основного стану у вигляді фотонів, які мають таку ж довжину хвилі, що і світловий сигнал, таким чином посилюючи світловий сигнал. Напівпровідниковий оптичний підсилювач перетворює напівпровідниковий носій у зворотну частинку за допомогою водійського струму, підсилює амплітуду введеного насіння світла та підтримує основні фізичні характеристики ін'єкційного насіннєвого світла, таких як поляризація, ширина лінії та частоту. Зі збільшенням робочого струму вихідна оптична потужність також збільшується в певному функціональному відношенні.
Але це зростання не без обмежень, оскільки напівпровідникові оптичні підсилювачі мають явище насичення посилення. Явище показує, що коли вхідна оптична потужність є постійною, посилення збільшується зі збільшенням концентрації введеного носія, але коли концентрація введеного носія занадто велика, посилення буде насиченим або навіть зменшуватись. Коли концентрація введеного носія є постійною, вихідна потужність збільшується зі збільшенням вхідної потужності, але коли вхідна оптична потужність занадто велика, швидкість споживання носія, викликана збудженим випромінюванням, занадто велика, що призводить до насичення посилення або зниження. Причиною явища насичення посилення є взаємодія між електронами та фотонами в матеріалі активної області. Незалежно від того, чи фотони, що генеруються в середовищі посилення, або на зовнішніх фотонів, швидкість, з якою стимульоване випромінювання споживає носії, пов'язана зі швидкістю, з якою носії поповнюються до відповідного рівня енергії в часі. На додаток до стимульованого випромінювання, швидкість носія, споживана іншими факторами, також змінюється, що негативно впливає на насичення посилення.
Оскільки найважливіша функція напівпровідникових оптичних підсилювачів - це лінійне посилення, головним чином для досягнення посилення, вона може бути використана як підсилювачі потужності, підсилювачі ліній та підсилювачі в системах зв'язку. На передавальному кінці напівпровідниковий оптичний підсилювач використовується як підсилювач потужності для посилення вихідної потужності на передавальному кінці системи, що може значно збільшити відстань реле системного багажника. У лінії електропередачі напівпровідниковий оптичний підсилювач може використовуватися як лінійний підсилювач реле, так що відстань реле реле передачі може бути знову продовжена стрибками та межами. На кінці прийому напівпровідниковий оптичний підсилювач може використовуватися як попередній пристрій, який може значно підвищити чутливість приймача. Характеристики насичення напівпровідникових оптичних підсилювачів призведуть до того, що посилення на біт пов'язаний з попередньою послідовністю BIT. Ефект шаблону між невеликими каналами також можна назвати ефектом перехресної модуляції. Ця методика використовує статистичний середній показник перехресної модуляції між декількома каналами і вводить безперервну хвилю середньої інтенсивності у процесі підтримки променя, таким чином стискаючи загальний приріст підсилювача. Потім ефект перехресної модуляції між каналами зменшується.
Напівпровідникові оптичні підсилювачі мають просту структуру, просту інтеграцію і можуть посилити оптичні сигнали різних довжин хвиль і широко використовуються в інтеграції різних типів лазерів. В даний час технологія лазерної інтеграції, заснована на напівпровідникових оптичних підсилювачах, продовжує дозрівати, але зусилля все ще повинні докладати зусиль у наступних трьох аспектах. Одне - зменшити втрату з'єднання з оптичним волокном. Основна проблема напівпровідникового оптичного підсилювача полягає в тому, що втрата зчеплення з волокном велика. Для підвищення ефективності зв'язку до системи зв'язку може бути доданий об'єктив, щоб мінімізувати втрату відбиття, покращити симетрію променя та досягти високої ефективності. Друга - зменшити чутливість поляризації напівпровідникових оптичних підсилювачів. Характерна поляризація в основному стосується чутливості поляризації падаючого світла. Якщо напівпровідниковий оптичний підсилювач не буде спеціально оброблений, ефективна пропускна здатність посилення буде зменшена. Квантова структура свердловин може ефективно покращити стабільність напівпровідникових оптичних підсилювачів. Можна вивчити просту та чудову квантову структуру свердловини для зниження чутливості поляризації напівпровідникових оптичних підсилювачів. Третій - оптимізація інтегрованого процесу. В даний час інтеграція напівпровідникових оптичних підсилювачів та лазерів занадто складна і громіздка в технічній обробці, що призводить до великої втрати оптичної передачі сигналу та втрати вставки пристроїв, а вартість занадто висока. Тому ми повинні намагатися оптимізувати структуру інтегрованих пристроїв та покращити точність пристроїв.
В технологіях оптичної комунікації технологія оптичної посилення є однією з підтримуючих технологій, а напівпровідникова технологія оптичного підсилювача швидко розвивається. В даний час продуктивність напівпровідникових оптичних підсилювачів значно вдосконалюється, особливо в розробці оптичних технологій нового покоління, таких як мультиплексування дивізії довжини хвилі або оптичні режими комутації. Завдяки розробці інформаційної галузі, буде введено оптичну технологію посилення, придатну для різних смуг та різних застосувань, і розробка та дослідження нових технологій неминуче змусять технологію напівпровідникового оптичного підсилювача продовжують розвиватися та процвітати.
Час посади: 25 лютого-2025