Optický zesilovačSérie: Úvod do polovodičového optického zesilovače
Polovodičový optický zesilovač(SOA) je optický zesilovač založený na polovodičových mediálních médiích. Je to v podstatě jako polovodičová laserová trubice vázaná na vlákna, s koncovým zrcadlem nahrazeným anti reflexním filmem; K dalšímu snížení konečné odrazivosti lze použít nakloněné vlnovod. Signální světlo se obvykle přenáší polovodičovým vlnovodem s jedním režimem s postranní dimenzí 1-2 μm a délkou přibližně 0,5-2 mm. Režim vlnovodu se významně překrývá s oblastí aktivní (amplifikace), která je čerpána proudem. Injekční proud generuje určitou hustotu nosiče v vodivém pásmu, což umožňuje optické přechody z vodivého pásma do valenčního pásma. Maximální zisk se vyskytuje při fotonových energiích mírně nad energií bandgap.
Pracovní princip polovodičového optického zesilovače
Optické zesilovače polovodičů (SOA) Amplifikujte signály dopadajícího světla stimulovanou emisí a jejich mechanismus je stejný jako u polovodičových laserů.Optický zesilovač SOAje jen polovodičový laser bez zpětné vazby a jeho jádrem je získat optický zisk zvrácením počtu částic, když je optický zesilovač polovodiče opticky nebo elektricky čerpan.
TypyOptický zesilovač SOA polovodiče
Podle role SOA v zákaznických systémech je lze rozdělit do čtyř kategorií: sériové, posilovač, přepínání SOA a předzesilovač.
1. Přímé vložení: vyšší zisk, mírný PSAT; Nižší NF a nižší PDG, obvykle spojené s polarizací nezávislým SOA ·
2. Enhancer: vyšší PSAT, nižší zisk, obvykle závislý na polarizaci;
3. Přepínač: Vyšší poměr vyhynutí a rychlejší doba nárůstu/pádu;
4. Pre zesilovač: Vhodný pro delší přenosové vzdálenosti, nižší NF a vyšší zisk.
Výhody optického zesilovače SOA polovodiče
Optický zisk poskytovaný SOA v šířce pásma je relativně nezávislý na vlnové délce dopadajícího optického signálu.
Injekční proud jako zesílený signál čerpadla, spíše než optické čerpání.
Díky své kompaktní velikosti může být SOA integrována s více vlnovodnými fotonickými zařízeními na jediném rovinném substrátu.
4. Používají stejnou technologii jako diodové lasery.
SOA může pracovat v komunikačních spektrálních pásech 1300 nm a 1550 nm, s širší šířkou pásma (až 100 nm).
6. Mohou být nakonfigurovány a integrovány tak, aby sloužily jako předzesilovače na konci optického přijímače.
SOA lze použít jako jednoduchá logická brána v optických sítích WDM.
Omezení optického zesilovače SOA polovodiče
SOA může poskytnout výstupní optický výkon až desítek miliwattů (MW), což je obvykle dostačující pro provoz jednoho kanálu v komunikačních spojeních z optických vláken. Systémy WDM však mohou vyžadovat až několik MW energie na kanál.
2. V důsledku vazby vstupních optických vláken do a ven z SOA integrovaných čipů, které často způsobují ztrátu signálu, musí SOA poskytnout další optický zisk, aby se minimalizoval dopad této ztráty na vstupní/výstupní aspekty aktivní oblasti.
SOA je vysoce citlivá na polarizaci vstupních optických signálů.
4. V aktivním médiu generují vyšší hladiny šumu než zesilovače vláken.
Pokud je v aplikacích WDM amplifikováno více optických kanálů, způsobí SOA závažné přeslech.
Čas příspěvku: únor-24-2025