Optičko pojačaloserija: Uvod u poluvodičko optičko pojačalo
Poluvodički optički pojačavač(SOA) je optičko pojačalo temeljeno na poluvodičkom mediju za pojačanje. U biti je poput laserske cijevi s optičkim vlaknima, s krajnjim zrcalom zamijenjenim antirefleksnim filmom; Nagnuti valovodi mogu se koristiti za daljnje smanjenje krajnje reflektivnosti. Signalna svjetlost obično se prenosi kroz poluvodički jednomodni valovod, s bočnom dimenzijom od 1-2 μm i duljinom od približno 0,5-2 mm. Mod valovoda značajno se preklapa s aktivnim (pojačavajućim) područjem, koje se pumpa strujom. Ubrizgavanje struje generira određenu gustoću nosioca u vodljivom pojasu, omogućujući optičke prijelaze iz vodljivog pojasa u valentni pojas. Maksimalno pojačanje javlja se pri energijama fotona nešto iznad energije zabranjenog pojasa.
Princip rada poluvodičkog optičkog pojačala
Poluvodička optička pojačala (SOA) pojačavaju upadne svjetlosne signale putem stimulirane emisije, a njihov mehanizam je isti kao i kod poluvodičkih lasera.SOA optičko pojačaloje samo poluvodički laser bez povratne veze, a njegova je srž postizanje optičkog pojačanja obrnutim brojem čestica kada se poluvodičko optičko pojačalo optički ili električno pumpa.
VrsteSOA poluvodičko optičko pojačalo
Prema ulozi koju SOA ima u korisničkim sustavima, mogu se podijeliti u četiri kategorije: serijski, booster, preklopni SOA i pretpojačalo.
1. Izravno umetanje: veće pojačanje, umjereni Psat; niži NF i niži PDG, obično povezano s SOA neovisnim o polarizaciji·
2. Pojačivač: Viši Psat, niže pojačanje, obično ovisi o polarizaciji;
3. Prekidač: veći omjer izumiranja i brže vrijeme porasta/pada;
4. Predpojačalo: pogodno za veće udaljenosti prijenosa, niži šumni faktor (NF) i veće pojačanje.
Prednosti SOA poluvodičkog optičkog pojačala
Optičko pojačanje koje osigurava SOA unutar propusnog opsega relativno je neovisno o valnoj duljini upadnog optičkog signala.
Ubrizgajte struju kao pojačani signal pumpanja, umjesto optičkog pumpanja.
Zbog svoje kompaktne veličine, SOA se može integrirati s više valovodnih fotonskih uređaja na jednoj planarnoj podlozi.
4. Koriste istu tehnologiju kao i diodni laseri.
SOA može raditi u komunikacijskim spektralnim pojasevima od 1300 nm i 1550 nm, sa širom propusnošću (do 100 nm).
6. Mogu se konfigurirati i integrirati da služe kao predpojačala na kraju optičkog prijemnika.
SOA se može koristiti kao jednostavna logička vrata u WDM optičkim mrežama.
Ograničenja SOA poluvodičkog optičkog pojačala
SOA može osigurati izlaznu optičku snagu do nekoliko desetaka milivata (mW), što je obično dovoljno za rad jednog kanala u optičkim komunikacijskim vezama. Međutim, WDM sustavi mogu zahtijevati i do nekoliko mW snage po kanalu.
2. Zbog spajanja ulaznih optičkih vlakana u i iz integriranih SOA čipova što često uzrokuje gubitak signala, SOA mora osigurati dodatno optičko pojačanje kako bi se smanjio utjecaj ovog gubitka na ulazno/izlazne aspekte aktivnog područja.
SOA je vrlo osjetljiv na polarizaciju ulaznih optičkih signala.
4. Generiraju veće razine šuma u aktivnim medijima od optičkih pojačala.
Ako se u WDM primjenama po potrebi pojačava više optičkih kanala, SOA će uzrokovati ozbiljno preslušavanje.
Vrijeme objave: 24. veljače 2025.