Jak to děláPolovodičový optický zesilovačdosáhnout zesílení?
Po příchodu éry velké kapacitní optické komunikace vlákna se technologie optické amplifikace rychle vyvinula.Optické zesilovačeAmplify vstupní optické signály založené na stimulovaném záření nebo stimulovaném rozptylu. Podle pracovního principu lze optické zesilovače rozdělit na polovodičové optické zesilovače (SOA) azesilovače optických vláken. Mezi nimi,Polovodičové optické zesilovačejsou široce používány v optické komunikaci na základě výhod širokého zisku, dobré integrace a širokého rozsahu vlnových délek. Jsou složeny z aktivních a pasivních regionů a aktivní oblast je oblast zisku. Když světelný signál prochází aktivní oblastí, způsobí, že elektrony ztratí energii a vracejí se do základního stavu ve formě fotonů, které mají stejnou vlnovou délku jako světelný signál, čímž zesilují světelný signál. Polovodičový optický zesilovač převádí polovodičový nosič do reverzní částice hnacím proudem, zesiluje amplitudu vstřikovaného semen a udržuje základní fyzikální vlastnosti injektovaného semenného světla, jako je polarizace, šířka linie a frekvence. Se zvýšením pracovního proudu se výstupní optický výkon také zvyšuje v určitém funkčním vztahu.
Tento růst však není bez omezení, protože polovodičové optické zesilovače mají fenomén nasycení zisku. Fenomén ukazuje, že když je vstupní optický výkon konstantní, zvyšuje se zisk se zvyšováním koncentrace injikovaného nosiče, ale když je vstřikovaná koncentrace nosiče příliš velká, zisk se nasycuje nebo dokonce sníží. Když je koncentrace injikovaného nosiče konstantní, výstupní výkon se zvyšuje se zvýšením vstupního výkonu, ale když je vstupní optický výkon příliš velký, je míra spotřeby nosiče způsobena excitovaným zářením příliš velká, což vede k nasycení nebo poklesu zisku. Důvodem fenoménu nasycení zisku je interakce mezi elektrony a fotony v materiálu aktivní oblasti. Ať už jsou fotony generované v mediálním médiu nebo externím fotony, rychlost, při které stimulované záření spotřebovává nosiče, souvisí s rychlostí, při které nosiče doplňují do odpovídající úrovně energie v čase. Kromě stimulovaného záření se mění také rychlost nosného spotřebovaného jinými faktory, což nepříznivě ovlivňuje nasycení zisku.
Protože nejdůležitější funkcí optických zesilovačů polovodičů je lineární amplifikace, může být hlavně k dosažení amplifikace použity jako výkonové zesilovače, liniové zesilovače a předzesilovače v komunikačních systémech. Na konci přenosu se optický zesilovač polovodiče používá jako výkonový zesilovač ke zvýšení výstupního výkonu na přenosovém konci systému, což může výrazně zvýšit reléovou vzdálenost systémového kmene. V přenosové lince lze optického zesilovače polovodiče použít jako lineární reléový zesilovač, takže vzdálenost regenerativní relé přenosu může být opět prodloužena skoky a mezemi. Na přijímajícím konci lze optický zesilovač polovodiče použít jako předzesilovač, který může výrazně zlepšit citlivost přijímače. Charakteristiky saturace zisku polovodičových optických zesilovačů způsobí, že zisk za bit souvisí s předchozí bitovou sekvencí. Účinek vzoru mezi malými kanály lze také nazvat modulační efekt křížového zisku. Tato technika využívá statistický průměr efektu modulace mezi ziskem mezi více kanály a zavádí v procesu kontinuální vlnu střední intenzity k udržení paprsku, čímž komprimujte celkový zisk zesilovače. Poté se sníží modulační účinek mezi ziskem mezi kanály.
Polovodičové optické zesilovače mají jednoduchou strukturu, snadnou integraci a mohou zesílit optické signály různých vlnových délek a jsou široce používány při integraci různých typů laserů. V současné době technologie laserové integrace založená na polovodičových optických zesilovačích nadále dozrává, ale úsilí je třeba stále vyvíjet v následujících třech aspektech. Jedním z nich je snížit ztrátu vazby pomocí optického vlákna. Hlavním problémem optického zesilovače polovodiče je to, že ztráta vazby s vláknem je velká. Aby se zlepšila účinnost vazby, může být do spojovacího systému přidána čočka, aby se minimalizovala ztráta odrazu, zlepšila symetrii paprsku a dosáhla vysoké účinnosti. Druhým je snížení polarizační citlivosti polovodičových optických zesilovačů. Charakteristika polarizace se týká hlavně polarizační citlivosti dopadajícího světla. Pokud polovodičový optický zesilovač není zvláště zpracován, bude snížena efektivní šířka pásma zisku. Struktura kvantové studny může účinně zlepšit stabilitu polovodičových optických zesilovačů. Je možné studovat jednoduchou a vynikající strukturu kvantové studny, aby se snížila polarizační citlivost polovodičových optických zesilovačů. Třetí je optimalizace integrovaného procesu. V současné době je integrace polovodičových optických zesilovačů a laserů příliš komplikovaná a těžkopádná při technickém zpracování, což vede k velké ztrátě při přenosu optického signálu a ztrátě vložení zařízení a náklady jsou příliš vysoké. Proto bychom se měli pokusit optimalizovat strukturu integrovaných zařízení a zlepšit přesnost zařízení.
V technologii optické komunikace je technologie optické amplifikace jednou z podpůrných technologií a technologie optického zesilovače polovodiče se rychle vyvíjí. V současné době se výrazně zlepšila výkon optických zesilovačů polovodičů, zejména při vývoji optických technologií nové generace, jako je multiplexování dělení vlnových délek nebo režimy optického přepínání. S rozvojem informačního průmyslu bude zavedena technologie optické amplifikace vhodná pro různé pásma a různé aplikace a vývoj a výzkum nových technologií nevyhnutelně vytvoří technologie optického zesilovače polovodiče nadále rozvíjet a prosperovat.
Čas příspěvku: únor-25-2025