Com aconsegueix l’amplificador òptic semiconductor?

Com faAmplificador òptic semiconductoraconseguir l'amplificació?

Després de l’arribada de l’època de la comunicació de fibra òptica de gran capacitat, la tecnologia d’amplificació òptica s’ha desenvolupat ràpidament.Amplificadors òpticsAmplifiqueu els senyals òptics d’entrada basats en la radiació estimulada o la dispersió estimulada. Segons el principi de treball, els amplificadors òptics es poden dividir en amplificadors òptics de semiconductors (Soa) iamplificadors de fibra òptica. Entre ells,Amplificadors òptics de semiconductorss’utilitzen àmpliament en la comunicació òptica en virtut dels avantatges de l’ampli grup de guanys, la bona integració i l’ampli rang d’ona. Es componen de regions actives i passives i la regió activa és la regió de guany. Quan el senyal de llum passa per la regió activa, fa que els electrons perdin energia i tornin a l’estat terrestre en forma de fotons, que tenen la mateixa longitud d’ona que el senyal de llum, amplificant així el senyal de llum. L’amplificador òptic semiconductor converteix el portador de semiconductors en partícula inversa pel corrent de conducció, amplifica l’amplitud de la llum de les llavors injectades i manté les característiques físiques bàsiques de la llum de llavors injectades com la polarització, l’amplada de la línia i la freqüència. Amb l’augment del corrent de treball, la potència òptica de sortida també augmenta en una relació funcional determinada.

Però aquest creixement no està sense límits, perquè els amplificadors òptics de semiconductors tenen un fenomen de saturació de guany. El fenomen mostra que quan la potència òptica d’entrada és constant, el guany augmenta amb l’augment de la concentració del portador injectada, però quan la concentració del portador injectada és massa gran, el guany es saturarà o fins i tot disminuirà. Quan la concentració del portador injectat és constant, la potència de sortida augmenta amb l’augment de la potència d’entrada, però quan la potència òptica d’entrada és massa gran, la taxa de consum de portador causada per una radiació excitada és massa gran, donant lloc a saturació o disminució de guany. El motiu del fenomen de saturació de guany és la interacció entre electrons i fotons del material de la regió activa. Tant si els fotons generats en el medi de guany com els fotons externs, la velocitat a la qual la radiació estimulada consumeix els portadors està relacionada amb la velocitat a la qual els transportistes reomplen el nivell d’energia corresponent en el temps. A més de la radiació estimulada, la taxa de transportista consumida per altres factors també canvia, cosa que afecta negativament la saturació.

Atès que la funció més important dels amplificadors òptics de semiconductors és l'amplificació lineal, principalment per aconseguir l'amplificació, es pot utilitzar com a amplificadors de potència, amplificadors de línia i preamplificadors en sistemes de comunicació. A l'extrem transmissor, l'amplificador òptic semiconductor s'utilitza com a amplificador de potència per millorar la potència de sortida a l'extrem transmissor del sistema, cosa que pot augmentar molt la distància del relé del tronc del sistema. A la línia de transmissió, l'amplificador òptic semiconductor es pot utilitzar com a amplificador de relé lineal, de manera que la distància de relé regenerativa de transmissió es pot estendre de nou per pas i límits. A l'extrem receptor, l'amplificador òptic semiconductor es pot utilitzar com a preamplificador, que pot millorar molt la sensibilitat del receptor. Les característiques de saturació de guany dels amplificadors òptics de semiconductors faran que el guany per bit estigui relacionat amb la seqüència de bits anterior. L’efecte de patró entre els canals petits també es pot anomenar efecte de modulació de gas creuat. Aquesta tècnica utilitza la mitjana estadística de l'efecte de modulació creuada entre diversos canals i introdueix una ona contínua d'intensitat mitjana en el procés per mantenir el feix, comprimint així el guany total de l'amplificador. A continuació, es redueix l'efecte de modulació de gas creuat entre els canals.

Els amplificadors òptics de semiconductors tenen una estructura simple, una integració fàcil i poden amplificar senyals òptiques de diferents longituds d'ona i s'utilitzen àmpliament en la integració de diversos tipus de làsers. Actualment, la tecnologia d’integració làser basada en amplificadors òptics de semiconductors continua madurant, però encara s’han de fer esforços en els tres aspectes següents. Una és reduir la pèrdua d’acoblament amb la fibra òptica. El principal problema de l'amplificador òptic de semiconductor és que la pèrdua d'acoblament amb la fibra és gran. Per millorar l’eficiència d’acoblament, es pot afegir una lent al sistema d’acoblament per minimitzar la pèrdua de reflexió, millorar la simetria del feix i aconseguir un acoblament d’alta eficiència. El segon és reduir la sensibilitat de polarització dels amplificadors òptics de semiconductors. La característica de polarització es refereix principalment a la sensibilitat de polarització de la llum incident. Si l’amplificador òptic de semiconductors no està especialment processat, es reduirà l’ample de banda efectiva del guany. L’estructura del pou quàntic pot millorar eficaçment l’estabilitat dels amplificadors òptics de semiconductors. És possible estudiar una estructura quàntica senzilla i superior per reduir la sensibilitat de polarització dels amplificadors òptics de semiconductors. El tercer és l’optimització del procés integrat. Actualment, la integració d’amplificadors i làsers òptics de semiconductors és massa complicada i feixuga en el processament tècnic, donant lloc a una gran pèrdua de la transmissió de senyal òptic i la pèrdua d’inserció del dispositiu i el cost és massa elevat. Per tant, hauríem d’intentar optimitzar l’estructura dels dispositius integrats i millorar la precisió dels dispositius.

En tecnologia de comunicació òptica, la tecnologia d’amplificació òptica és una de les tecnologies de suport i la tecnologia d’amplificadors òptics de semiconductors s’està desenvolupant ràpidament. Actualment, el rendiment dels amplificadors òptics de semiconductors ha estat molt millorat, especialment en el desenvolupament de tecnologies òptiques de nova generació com ara multiplexació de divisió de longitud d’ona o modes de commutació òptica. Amb el desenvolupament de la indústria de la informació, s’introduirà la tecnologia d’amplificació òptica adequada per a diferents bandes i diferents aplicacions, i el desenvolupament i la investigació de les noves tecnologies inevitablement faran que la tecnologia d’amplificadors òptics de semiconductors continuï desenvolupant i prosperant.