Оптичко појачалосерија: Увод у полупроводнички оптички појачавач
Полупроводнички оптички појачавач(SOA) је оптички појачавач заснован на полупроводничким медијумима за појачање. У суштини је сличан полупроводничкој ласерској цеви са оптичким влакнима, са крајњим огледалом замењеним антирефлексним филмом; Нагнути таласоводи могу се користити за додатно смањење крајње рефлективности. Сигнална светлост се обично преноси кроз полупроводнички једномодни таласовод, са бочном димензијом од 1-2 μm и дужином од приближно 0,5-2mm. Мод таласовода се значајно преклапа са активном (појачавајућом) облашћу, која је пумпана струјом. Убризгавање струје генерише одређену густину носилаца у проводној зони, омогућавајући оптичке прелазе из проводне зоне у валентну зону. Максимално појачање се јавља на енергијама фотона нешто изнад енергије забрањене зоне.
Принцип рада полупроводничког оптичког појачавача
Полупроводнички оптички појачавачи (Сертификована оријентација (SOA)) појачавају упадне светлосне сигнале путем стимулисане емисије, а њихов механизам је исти као и код полупроводничких ласера.SOA оптички појачавачје само полупроводнички ласер без повратне спреге, а његова суштина је добијање оптичког појачања обртањем броја честица када се полупроводнички оптички појачавач оптички или електрично пумпа.
ВрстеSOA полупроводнички оптички појачавач
Према улози коју SOA игра у корисничким системима, они се могу поделити у четири категорије: серијски, појачивачки, комутациони SOA и претпојачавач.
1. Директно уметање: веће појачање, умерени Psat; нижи NF и нижи PDG, обично повезано са SOA независним од поларизације·
2. Појачивач: Виши Psat, ниже појачање, обично зависи од поларизације;
3. Прекидач: већи однос изумирања и брже време пораста/пада;
4. Претпојачало: погодно за дуже преносне даљине, нижи шумски коефицијент и веће појачање.
Предности SOA полупроводничког оптичког појачавача
Оптичко појачање које обезбеђује SOA унутар пропусног опсега је релативно независно од таласне дужине упадног оптичког сигнала.
Убризгавајте струју као појачани сигнал пумпе, уместо оптичког пумпања.
Због своје компактне величине, SOA се може интегрисати са вишеструким фотонским уређајима са таласоводом на једној планарној подлози.
4. Користе исту технологију као и диодни ласери.
SOA може да ради у комуникационим спектралним опсезима од 1300 nm и 1550 nm, са ширим пропусним опсегом (до 100 nm).
6. Могу се конфигурисати и интегрисати да служе као претпојачавачи на крају оптичког пријемника.
SOA се може користити као једноставна логичка капија у WDM оптичким мрежама.
Ограничења SOA полупроводничког оптичког појачавача
SOA може да обезбеди излазну оптичку снагу до десетина миливата (mW), што је обично довољно за рад једног канала у оптичким комуникационим везама. Међутим, WDM системима може бити потребно и до неколико mW снаге по каналу.
2. Због повезивања улазних оптичких влакана у и из интегрисаних SOA чипова што често узрокује губитак сигнала, SOA мора да обезбеди додатно оптичко појачање како би се минимизирао утицај овог губитка на улазно/излазне аспекте активне регије.
SOA је веома осетљив на поларизацију улазних оптичких сигнала.
4. Генеришу већи ниво шума у активним медијумима него влакнасти појачавачи.
Ако се више оптичких канала појачава по потреби у WDM апликацијама, SOA ће изазвати озбиљно преслушавање.
Време објаве: 24. фебруар 2025.