Optický zesilovačsérie: Úvod do polovodičového optického zesilovače
Polovodičový optický zesilovač(SOA) je optický zesilovač založený na polovodičovém zesilovacím médiu. V podstatě se jedná o laserovou trubici s vláknovou vazbou, přičemž koncové zrcadlo je nahrazeno antireflexní fólií. Pro další snížení odrazivosti koncové části lze použít nakloněné vlnovody. Signální světlo je obvykle propouštěno polovodičovým jednomódovým vlnovodem s bočním rozměrem 1–2 μm a délkou přibližně 0,5–2 mm. Mód vlnovodu se významně překrývá s aktivní (zesilovací) oblastí, která je buzena proudem. Injektovaný proud generuje určitou hustotu nosičů náboje ve vodivostním pásmu, což umožňuje optické přechody z vodivostního pásma do valenčního pásma. Maximálního zesílení dosahuje při energiích fotonů mírně nad energií zakázaného pásma.
Princip činnosti polovodičového optického zesilovače
Polovodičové optické zesilovače (SOA (Sustainability Architecture)) zesilují dopadající světelné signály stimulovanou emisí a jejich mechanismus je stejný jako u polovodičových laserů.Optický zesilovač SOAje pouze polovodičový laser bez zpětné vazby a jeho jádrem je dosažení optického zesílení obrácením počtu částic, když je polovodičový optický zesilovač opticky nebo elektricky buzen.
TypyOptický zesilovač SOA Semiconductor
Podle role, kterou SOA hraje v zákaznických systémech, je lze rozdělit do čtyř kategorií: sériové, zesilovací, přepínací SOA a předzesilovače.
1. Přímé vložení: vyšší zisk, střední Psat; nižší šum (NF) a nižší PDG, obvykle spojené s polarizačně nezávislým SOA.
2. Zesilovač: Vyšší Psat, nižší zisk, obvykle závislý na polarizaci;
3. Přepínač: vyšší poměr extinkce a rychlejší doba náběhu/poklesu;
4. Předzesilovač: vhodný pro delší přenosové vzdálenosti, nižší šumový odchylku (NF) a vyšší zisk.
Výhody optického zesilovače SOA Semiconductor
Optický zisk poskytovaný SOA v rámci šířky pásma je relativně nezávislý na vlnové délce dopadajícího optického signálu.
Vstřikujte proud jako zesílený čerpací signál, nikoli jako optické čerpací.
Díky své kompaktní velikosti lze SOA integrovat s více vlnovodovými fotonickými zařízeními na jednom planárním substrátu.
4. Používají stejnou technologii jako diodové lasery.
SOA může pracovat v komunikačních spektrálních pásmech 1300 nm a 1550 nm s širší šířkou pásma (až 100 nm).
6. Mohou být konfigurovány a integrovány tak, aby sloužily jako předzesilovače na straně optického přijímače.
SOA lze použít jako jednoduchou logickou bránu v optických sítích WDM.
Omezení optického zesilovače SOA Semiconductor
SOA může poskytovat výstupní optický výkon až desítky miliwattů (mW), což je obvykle dostatečné pro provoz jednoho kanálu v optických komunikačních spojích. Systémy WDM však mohou vyžadovat až několik mW výkonu na kanál.
2. Vzhledem k tomu, že propojení vstupních optických vláken do a z integrovaných čipů SOA často způsobuje ztrátu signálu, musí SOA poskytovat dodatečný 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 prostředí generují vyšší úrovně šumu než vláknové zesilovače.
Pokud je v aplikacích WDM podle potřeby zesíleno více optických kanálů, SOA způsobí silné přeslechy.
Čas zveřejnění: 24. února 2025