Шта јеполупроводнички оптички појачавач
Полупроводнички оптички појачавач је врста оптичког појачавача који користи полупроводнички медијум за појачање. Сличан је ласерској диоди, код које је огледало на доњем крају замењено полурефлективним премазом. Сигнална светлост се преноси кроз полупроводнички једномодни таласовод. Попречна димензија таласовода је 1-2 микрометра, а његова дужина је реда величине 0,5-2 мм. Мод таласовода има значајно преклапање са активном (појачавајућом) облашћу, коју пумпа струја. Убризгана струја генерише одређену концентрацију носилаца у проводној зони, омогућавајући оптички прелаз проводне зоне у валентну зону. Врхунски добитак се јавља када је енергија фотона мало већа од енергије забрањене зоне. SOA оптички појачавач се обично користи у телекомуникационим системима у облику пигтејлова, са радном таласном дужином око 1300 нм или 1500 нм, обезбеђујући приближно 30 дБ појачања.
TheSOA полупроводнички оптички појачавачје PN спојни уређај са структуром квантних јама напрезања. Спољна директна поларност обрће број диелектричних честица. Након уласка спољашње побудне светлости, генерише се стимулисано зрачење, постижући појачавање оптичких сигнала. Сва три горе наведена процеса преноса енергије постоје уSOA оптички појачавачПојачавање оптичких сигнала заснива се на стимулисаној емисији. Процеси стимулисане апсорпције и стимулисане емисије постоје истовремено. Стимулисана апсорпција пумпне светлости може се искористити за убрзавање опоравка носилаца, а истовремено, електрична пумпа може послати електроне на високи енергетски ниво (проводљива зона). Када се спонтано зрачење појача, формираће се појачани шум спонтаног зрачења. SOA оптички појачавач је базиран на полупроводничким чиповима.
Полупроводнички чипови су састављени од сложених полупроводника, као што су GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP и InP/InAlGaAs, итд. То су такође материјали за израду полупроводничких ласера. Дизајн таласовода SOA је исти или сличан оном код ласера. Разлика је у томе што ласери морају да формирају резонантну шупљину око медијума за појачање да би генерисали и одржали осцилацију оптичког сигнала. Оптички сигнал ће бити вишеструко појачан у шупљини пре него што буде емитован. УSOA појачавач(оно о чему овде расправљамо ограничено је на појачаваче путујућег таласа који се користе у већини примена), светлост треба само једном да прође кроз медијум појачања, а повратна рефлексија је минимална. Структура SOA појачавача састоји се од три области: области P, области I (активни слој или чвор) и области N. Активни слој је обично састављен од квантних бунара, што може побољшати ефикасност фотоелектричне конверзије и смањити струју прага.
Слика 1 Фибер ласер са интегрисаним SOA за генерисање оптичких импулса
Примењује се на пренос канала
SOA се обично не примењују само за појачавање: могу се користити и у области комуникације оптичким влакнима, апликацијама заснованим на нелинеарним процесима као што су појачање засићења или унакрсна фазна поларизација, које користе варијацију концентрације носилаца у SOA оптичком појачавачу да би се добили различити индекси преламања. Ови ефекти се могу применити на пренос канала (конверзију таласне дужине), конверзију формата модулације, опоравак такта, регенерацију сигнала и препознавање образаца итд. у системима мултиплексирања са поделом таласних дужина.
Са напретком технологије оптоелектронских интегрисаних кола и смањењем трошкова производње, области примене SOA полупроводничких оптичких појачавача као основних појачавача, функционалних оптичких уређаја и компоненти подсистема ће се наставити ширити.
Време објаве: 23. јун 2025.