Serija optičkog pojačala: Uvod u poluvodičko optičko pojačalo

Optičko pojačaloSerija: Uvod u optičko pojačalo poluvodiča

Optičko pojačalo poluvodiča(SOA) je optičko pojačalo zasnovano na mediju za dobitak poluvodiča. U osnovi je poput vlaknastih poluvodiča laserske cijevi, s krajnjim zrcalom zamijenjeno anti reflektirajućim filmom; Nagnute valovode mogu se koristiti za daljnje smanjenje krajnje reflektivnosti. Signalna svjetlost obično se prenosi kroz poluvodički jednosmjerni valovod, s bočnom dimenzijom od 1-2 µm i duljinom od približno 0,5-2 mm. Način valovoda značajno se preklapa s aktivnom (pojačanom) regijom koja se pumpa strujom. Ubrizgavanje struje stvara određenu gustoću nosača u opsegu provođenja, omogućujući optičke prijelaze iz opsega provođenja u valentni pojas. Maksimalni dobitak javlja se na fotonskim energijama malo iznad energije BandGap.

Princip rada optičkog pojačala poluvodiča
Poluvodička optička pojačala (Soa) Pojačajte signale incidentnog svjetla kroz stimuliranu emisiju, a njihov je mehanizam isti kao i poluvodički laseri.SOA optičko pojačaloje samo poluvodički laser bez povratnih informacija, a njegova jezgra je postizanje optičkog pojačanja preokretom broja čestica kada se optičko pojačalo poluvodiča optički ili električno pumpa.
VrsteSOA poluvodičko optičko pojačalo
Prema ulozi koju je SOA igrao u sustavima kupca, oni se mogu podijeliti u četiri kategorije: serijski, poticaj, prebacivanje SOA i predpojačalo.
1. Izravni umetanje: veći dobitak, umjereni PSAT; Donji NF i niži PDG, obično povezani s neovisnim SOA -om polarizacije ·
2. Pojačivač: viši PSAT, niži dobitak, obično ovisi o polarizaciji;
3. Prekidač: veći omjer izumiranja i brži porast/vrijeme pada;
4. Pre pojačalo: pogodno za dulje udaljenosti prijenosa, niži NF i veći dobitak.
Prednosti optičkog pojačala SOA Semiconductor
Optički dobitak koji pruža SOA unutar propusne širine relativno je neovisan o valnoj duljini incidentnog optičkog signala.
Ubrizgavanje struje kao pojačani signal pumpe, a ne optičko crpljenje.
Zbog svoje kompaktne veličine, SOA se može integrirati s više valovitih fotonskih uređaja na jednom ravninskom supstratu.
4. Koriste istu tehnologiju kao i diodni laseri.
SOA može raditi u komunikacijskim spektralnim opsezima od 1300 nm i 1550 nm, sa širom propusnom propusnošću (do 100 nm).
6. Oni se mogu konfigurirati i integrirati tako da služe kao predpojačala na kraju optičkog prijemnika.
SOA se može koristiti kao jednostavna logička vrata u optičkim mrežama WDM.

Ograničenja optičkog pojačala SOA poluvodiča
SOA može osigurati izlaznu optičku snagu do desetaka milliwatta (MW), što je obično dovoljno za rad s jednim kanalom u optičkim komunikacijskim vezama. Međutim, WDM sustavi mogu zahtijevati do nekoliko MW snage po kanalu.
2. Zbog spajanja ulaznih optičkih vlakana u i izvan SOA integriranih čipova koji često uzrokuju gubitak signala, SOA mora osigurati dodatni optički dobitak kako bi umanjio utjecaj ovog gubitka na ulazne/izlazne aspekte aktivne regije.
SOA je vrlo osjetljiv na polarizaciju ulaznih optičkih signala.
4. Oni stvaraju višu razinu buke u aktivnim medijima od pojačala vlakana.
Ako se više optičkih kanala pojačava prema potrebi u WDM aplikacijama, SOA će izazvati ozbiljne presjeke.