Sèrie d'amplificadors òptics: Introducció a l'amplificador òptic semiconductor

Amplificador òpticSèrie: Introducció a l'amplificador òptic semiconductor

Amplificador òptic semiconductor(SOA) és un amplificador òptic basat en medis de guany de semiconductors. És essencialment com un tub làser semiconductor acoblat de fibra, amb el mirall final substituït per una pel·lícula anti -reflectant; Les guies d'ona inclinades es poden utilitzar per reduir encara més la reflectivitat final. La llum del senyal es transmet generalment a través d’un guia d’ona d’un mode d’un semiconductor, amb una dimensió lateral d’1-2 μ m i una longitud d’aproximadament 0,5-2mm. El mode de guies d'ona es solapen significativament amb la regió activa (amplificació), que és bombada pel corrent. La injecció de corrent genera una determinada densitat del portador a la banda de conducció, permetent transicions òptiques de la banda de conducció a la banda de valència. El guany màxim es produeix a les energies de fotons lleugerament per sobre de l’energia de banda.

Principi de treball de l'amplificador òptic de semiconductors
Amplificadors òptics de semiconductors (Soa) amplificar els senyals de llum incidents mitjançant l’emissió estimulada i el seu mecanisme és el mateix que el dels làsers de semiconductors.Amplificador òptic SOAés només un làser de semiconductors sense comentaris, i el seu nucli és obtenir un guany òptic invertint el nombre de partícules quan l’amplificador òptic de semiconductor és bombat òpticament o elèctricament.
Tipus deAmplificador òptic SOA semiconductor
Segons el paper que té SOA en els sistemes de clients, es poden dividir en quatre categories: serial, reforç, commutació SOA i preamplificador.
1. Inserció directa: guany més gran, PSAT moderat; NF inferior i PDG inferior, normalment associats a la polarització independent SOA ·
2. Enhancer: PSAT superior, menor guany, generalment depenent de la polarització;
3. Interruptor: una proporció d’extinció més elevada i un temps de caiguda més ràpid;
4. PREMIFICACIÓ PRE: Apte per a distàncies de transmissió més llargues, menor NF i guany més gran.
Avantatges de l'amplificador òptic de semiconductors SOA
El guany òptic proporcionat per SOA dins de l'amplada de banda és relativament independent de la longitud d'ona del senyal òptic incident.
Injecteu el corrent com a senyal de bomba amplificat, en lloc de bombament òptic.
A causa de la seva mida compacta, SOA es pot integrar amb diversos dispositius fotònics de guia d'ona en un sol substrat pla.
4. Utilitzen la mateixa tecnologia que els làsers del díode.
SOA pot funcionar a les bandes espectrals de comunicació de 1300 nm i 1550 nm, amb una amplada de banda més àmplia (fins a 100 nm).
6. Es poden configurar i integrar per servir de preamplificadors a l'extrem del receptor òptic.
SOA es pot utilitzar com a porta lògica senzilla a les xarxes òptiques WDM.

Limitacions de l'amplificador òptic de semiconductors SOA
SOA pot proporcionar una potència òptica de sortida de fins a desenes de Milliwatts (MW), que normalment és suficient per al funcionament d’un sol canal en enllaços de comunicació de fibra òptica. Tot i això, els sistemes WDM poden requerir fins a diversos MW de potència per canal.
2. A causa de l'acoblament de fibres òptiques d'entrada dins i fora dels xips integrats SOA sovint causant pèrdua de senyal, SOA ha de proporcionar un guany òptic addicional per minimitzar l'impacte d'aquesta pèrdua en els aspectes d'entrada/sortida de la regió activa.
SOA és altament sensible a la polarització dels senyals òptics d’entrada.
4. Generen nivells més alts de soroll en medis actius que els amplificadors de fibra.
Si s’amplifiquen diversos canals òptics segons sigui necessari en les aplicacions WDM, SOA provocarà una crisi severa.