Серия за оптични усилватели: Въведение в полупроводниковия оптичен усилвател

Оптичен усилвателСерия: Въведение в оптичния усилвател на полупроводници

Оптичен усилвател на полупроводник(SOA) е оптичен усилвател, базиран на полупроводниково усилване. По същество е като лазерна тръба на полупроводник, свързана с влакна, като крайното огледало е заменено с анти отразяващ филм; Наклонените вълновода могат да се използват за по -нататъшно намаляване на крайната отражателна способност. Сигналната светлина обикновено се предава чрез полупроводник с едномодов вълновод, със страничен размер 1-2 μm и дължина приблизително 0,5-2 mm. Режимът на вълноводите значително се припокрива с активния (амплификационен) регион, който се изпомпва от ток. Инжектирането на ток генерира определена плътност на носителя в лентата на проводимост, което позволява оптични преходи от лентата на проводимост към валентната лента. Максималната печалба се осъществява при фотонни енергии малко над енергията на лентата.

Принцип на работа на полупроводниковия оптичен усилвател
Полупроводникови оптични усилватели (SOA) Амплифицира сигналите на инцидентната светлина чрез стимулирани емисии и техният механизъм е същият като този на полупроводниковите лазери.SOA оптичен усилвателе просто полупроводников лазер без обратна връзка и ядрото му е да получи оптична печалба чрез обръщане на броя на частиците, когато оптичният усилвател на полупроводника се изпомпва оптично или електрически.
ВидовеSOA полупроводников оптичен усилвател
Според ролята на SOA в клиентските системи, те могат да бъдат разделени на четири категории: сериен, бустер, превключване на SOA и предусилвател.
1. Директно вмъкване: по -висока печалба, умерен PSAT; По -нисък NF и по -нисък PDG, обикновено свързани с независим поляризация SOA ·
2. Подобрител: по -висок PSAT, по -ниска печалба, обикновено зависи от поляризацията;
3. Превключване: по -високо съотношение на изчезване и по -бързо време за повишаване/падане;
4. Предварителен усилвател: Подходящ за по -дълги разстояния на предаване, по -нисък NF и по -голямо усилване.
Предимства на оптичния усилвател SOA Semiconductor
Оптичната печалба, осигурена от SOA в рамките на честотната лента, е относително независима от дължината на вълната на падащия оптичен сигнал.
Инжектиран ток като амплифициран сигнал на помпата, а не като оптично изпомпване.
Поради компактния си размер, SOA може да бъде интегриран с множество вълноводни фотонни устройства на един равнинен субстрат.
4. Те използват същата технология като диодните лазери.
SOA може да работи в комуникационните спектрални ленти от 1300 nm и 1550 nm, с по -широка честотна лента (до 100 nm).
6. Те могат да бъдат конфигурирани и интегрирани, за да служат като предусилватели в края на оптичния приемник.
SOA може да се използва като проста логическа порта в WDM оптичните мрежи.

Ограничения на оптичния усилвател на SOA Semiconductor
SOA може да осигури изходна оптична мощност до десетки Milliwatts (MW), което обикновено е достатъчна за работа с един канал в оптични комуникационни връзки. Въпреки това, WDM системите могат да изискват до няколко MW мощност на канал.
2. Поради свързването на входните оптични влакна в и извън SOA интегрираните чипове, често причинявайки загуба на сигнал, SOA трябва да осигури допълнително оптично усилване, за да се сведе до минимум въздействието на тази загуба върху входните/изходните аспекти на активния регион.
SOA е силно чувствителен към поляризацията на входните оптични сигнали.
4. Те генерират по -високи нива на шум в активни среди от усилвателите на влакната.
Ако множество оптични канали се усилват според нуждите в приложенията на WDM, SOA ще доведе до тежки кръстосани разговори.