Серія оптичних підсилювачів: Вступ до напівпровідникового оптичного підсилювача

Оптичний підсилювачСерія: Вступ до напівпровідникового оптичного підсилювача

Напівпровідниковий оптичний підсилювач(SOA) - це оптичний підсилювач, заснований на напівпровідникових засобах масової інформації. Це по суті, як лазерна трубка, пов'язана з волоконами, з кінцевим дзеркалом, заміненим анти відбиваючою плівкою; Нахилені хвилеводи можуть бути використані для подальшого зменшення кінцевої відбивної здатності. Світловий сигнал зазвичай передається через напівпровідниковий одномодовий хвилевод, з бічним розміром 1-2 мкм і довжиною приблизно 0,5-2 мм. Режим хвилеводу суттєво перекривається з активною (ампліфікаційною) областю, яка накачається струмом. Ін'єкційний струм генерує певну щільність носія в смузі провідності, що дозволяє здійснити оптичні переходи від смуги провідності до валентної смуги. Максимальний посилення відбувається при енергії фотона трохи вище енергії пропускної смуги.

Принцип роботи напівпровідникового оптичного підсилювача
Напівпровідникові оптичні підсилювачі (Соа) посилити інцидентні світлові сигнали за допомогою стимульованих викидів, і їх механізм такий же, як і у напівпровідникових лазерів.Оптичний підсилювач SOAє лише напівпровідниковим лазером без зворотного зв'язку, і його ядро ​​полягає у отриманні оптичного посилення шляхом повернення кількості частинок, коли напівпровідниковий оптичний підсилювач оптично або електрично накачаний.
ТипиSOA напівпровідниковий оптичний підсилювач
Відповідно до ролі SOA у клієнтських системах, їх можна розділити на чотири категорії: серійні, бустер, перемикання SOA та підсилювача.
1. Пряма вставка: більший коефіцієнт посилення, помірний PSAT; Нижній NF та нижчий PDG, як правило, пов'язаний з незалежною від поляризації SOA ·
2. Підсилювач: більш високий PSAT, менший приріст, як правило, залежить від поляризації;
3. Перемикач: більш високий коефіцієнт вимирання та швидший час зростання/падіння;
4. Попередній підсилювач: підходить для більш тривалих відстаней передачі, нижчого НФ та більш високого посилення.
Переваги напівпровідникового підсилювача SOA
Оптичний посилення, що надається SOA всередині пропускної здатності, відносно незалежна від довжини хвилі оптичного сигналу падаючого.
Ін'єкційний струм як ампліфікований сигнал насоса, а не оптична накачування.
Завдяки своєму компактному розміру SOA можна інтегрувати з декількома фотонними пристроями хвилеводу на одній плоскій підкладці.
4. Вони використовують ту саму технологію, що і діодні лазери.
SOA може працювати в спектральних діапазонах зв'язку 1300 нм і 1550 нм, з більш широкою пропускною здатністю (до 100 нм).
6. Вони можуть бути налаштовані та інтегровані, щоб служити підсилювачами на кінці оптичного приймача.
SOA можна використовувати як просту логічну ворота в оптичних мережах WDM.

Обмеження оптичного підсилювача SOA SOA
SOA може забезпечити вихідну оптичну потужність до десятків міліват (МВт), що, як правило, достатньо для роботи в одному каналі у волоконно -оптичних зв'язках. Однак системам WDM може знадобитися до декількох МВт потужності на канал.
2. Через зв'язок вхідних оптичних волокон у інтегровані мікросхеми SOA, які часто викликають втрату сигналу, SOA повинен забезпечити додатковий оптичний приріст, щоб мінімізувати вплив цієї втрати на вхідні/вихідні аспекти активної області.
SOA дуже чутливий до поляризації вхідних оптичних сигналів.
4. Вони генерують більш високий рівень шуму в активних середовищах, ніж волоконні підсилювачі.
Якщо кілька оптичних каналів посилюються за потребою в програмах WDM, SOA спричинить важкий перехрес.