Как полупроводниковият оптичен усилвател постига усилване?

Как ставаОптичен усилвател на полупроводникпостигане на усилване?

След появата на ерата на оптичната комуникация с голям капацитет, технологията за оптична усилване се развива бързо.Оптични усилвателиАмплифицирайте входните оптични сигнали въз основа на стимулирано лъчение или стимулирано разсейване. Според принципа на работа, оптичните усилватели могат да бъдат разделени на полупроводникови оптични усилватели (SOA) иОптични усилватели на влакната. Сред тях,Оптични усилватели на полупроводнициса широко използвани в оптичната комуникация по силата на предимствата на широката обхват на печалбата, добрата интеграция и широката обхват на дължината на вълната. Те са съставени от активни и пасивни региони, а активният регион е регионът на усилването. Когато светлинният сигнал преминава през активната област, това кара електроните да губят енергия и да се върнат в основното състояние под формата на фотони, които имат същата дължина на вълната като светлинния сигнал, като по този начин усилват светлинния сигнал. Оптичният усилвател на полупроводника преобразува носителя на полупроводника в обратната частица чрез задвижващия ток, усилва амплитудата на инжектираната семена на светлината и поддържа основните физически характеристики на инжектираната семена светлина, като поляризация, ширина и честота на линията. С увеличаването на работния ток изходната оптична мощност също се увеличава в определена функционална връзка.

Но този растеж не е без ограничения, тъй като оптичните усилватели на полупроводници имат явление на насищане на усилване. Феноменът показва, че когато входната оптична мощност е постоянна, усилването се увеличава с увеличаването на концентрацията на инжектирания носител, но когато концентрацията на инжектирания носител е твърде голяма, усилването ще се насити или дори ще намалее. Когато концентрацията на инжектирания носител е постоянна, изходната мощност се увеличава с увеличаването на входната мощност, но когато входната оптична мощност е твърде голяма, скоростта на потребление на носител, причинена от възбудено радиация, е твърде голяма, което води до насищане на усилване или спад. Причината за феномена на насищане на усилването е взаимодействието между електрони и фотони в материала на активния регион. Независимо дали фотоните, генерирани в средата за усилване, или външните фотони, скоростта, с която стимулираната радиация консумира носителите, е свързана със скоростта, с която носителите се попълват до съответното енергийно ниво във времето. В допълнение към стимулираното радиация, скоростта на носителя, консумирана от други фактори, се променя и се променя, което влияе неблагоприятно на насищането на усилването.

Тъй като най -важната функция на полупроводниковите оптични усилватели е линейното усилване, главно за постигане на усилване, тя може да се използва като усилватели на мощността, линейни усилватели и предусилватели в комуникационните системи. В предавателния край полупроводниковият оптичен усилвател се използва като усилвател на мощност за подобряване на изходната мощност в предавателния край на системата, което може значително да увеличи разстоянието на релето на системния ствол. В преносния ред полупроводниковият оптичен усилвател може да се използва като линеен релетен усилвател, така че регенеративното разстояние на релето на предаването да бъде разширено отново чрез скокове и граници. В края на приемането, полупроводниковият оптичен усилвател може да се използва като предусилвател, който може значително да подобри чувствителността на приемника. Характеристиките на насищане на усилването на оптичните усилватели на полупроводникови усилватели ще доведат до това, че усилването на бит е свързано с предишната битова последователност. Ефектът на модела между малките канали също може да се нарече ефект на модулация на кръстосана печалба. Тази техника използва статистическата средна стойност на ефекта на кръстосана модулация между множество канали и въвежда непрекъсната вълна със средна интензивност в процеса за поддържане на лъча, като по този начин компресира общото усилване на усилвателя. Тогава ефектът на модулация на кръстосана печалба между каналите се намалява.

Оптичните усилватели на полупроводниците имат проста структура, лесна интеграция и могат да усилят оптичните сигнали с различни дължини на вълната и се използват широко при интегрирането на различни видове лазери. Понастоящем технологията за лазерна интеграция, базирана на оптични усилватели на полупроводникови оптични усилватели, продължава да узрява, но все още трябва да се полагат усилия в следващите три аспекта. Единият е да се намали загубата на свързване с оптичното влакно. Основният проблем на полупроводниковия оптичен усилвател е, че загубата на свързване с влакното е голяма. За да се подобри ефективността на свързване, към системата за свързване може да се добави обектив, за да се сведе до минимум загубата на отражение, да се подобри симетрията на лъча и да се постигне високоефективна връзка. Второто е да се намали чувствителността на поляризацията на оптичните усилватели на полупроводници. Характеристиката на поляризацията се отнася главно до чувствителността на поляризацията на падащата светлина. Ако оптичният усилвател на полупроводника не е специално обработен, ефективната честотна лента на усилването ще бъде намалена. Структурата на квантовите кладенци може ефективно да подобри стабилността на полупроводниковите оптични усилватели. Възможно е да се проучи проста и превъзходна структура на квантовия кладенец, за да се намали чувствителността на поляризацията на полупроводниковите оптични усилватели. Третата е оптимизацията на интегрирания процес. Понастоящем интегрирането на полупроводникови оптични усилватели и лазери е твърде сложно и тромаво при техническата обработка, което води до голяма загуба при оптично предаване на сигнала и загуба на вмъкване на устройства, а цената е твърде висока. Следователно, трябва да се опитаме да оптимизираме структурата на интегрираните устройства и да подобрим точността на устройствата.

В оптичната комуникационна технология оптичната технология за усилване е една от поддържащите технологии и технологията за оптични усилватели се развива бързо. Понастоящем ефективността на оптичните усилватели на полупроводници е значително подобрена, особено при разработването на оптични технологии за ново поколение, като мултиплексиране на делене на дължината на вълната или режими на оптично превключване. С развитието на информационната индустрия ще бъде въведена оптичната технология за усилване, подходяща за различни ленти и различни приложения, а разработването и изследването на новите технологии неизбежно ще накара технологията за оптични усилватели на полупроводника да продължи да се развива и просперира.