Como usar um amplificador óptico semicondutor

O método de utilização deamplificador óptico semicondutor(SOA) é o seguinte:

O amplificador óptico semicondutor (SOA) é amplamente utilizado em diversos setores. Uma das áreas mais importantes é a de telecomunicações, onde é essencial para roteamento e comutação.Amplificador óptico semicondutor SOATambém é utilizado para melhorar ou amplificar o sinal de saída em comunicações de fibra óptica de longa distância e é um amplificador óptico muito importante.

Etapas básicas de utilização

Selecione a opção apropriada.Amplificador óptico SOACom base em cenários e requisitos específicos de aplicação, escolha um amplificador óptico SOA com parâmetros adequados, como comprimento de onda de operação, ganho, potência de saída saturada e figura de ruído. Por exemplo, em sistemas de comunicação óptica, se a amplificação do sinal for realizada na banda de 1550 nm, é necessário selecionar um amplificador óptico SOA com um comprimento de onda de operação próximo a essa faixa.

Conecte o caminho óptico: Conecte a extremidade de entrada do amplificador óptico semicondutor SOA à fonte de sinal óptico que precisa ser amplificada e a extremidade de saída ao caminho óptico ou dispositivo óptico subsequente. Ao conectar, preste atenção à eficiência de acoplamento da fibra óptica e tente minimizar as perdas ópticas. Dispositivos como acopladores de fibra óptica e isoladores ópticos podem ser usados ​​para otimizar as conexões do caminho óptico.

Ajuste a corrente de polarização: Controle o ganho do amplificador SOA ajustando sua corrente de polarização. De modo geral, quanto maior a corrente de polarização, maior o ganho, mas, ao mesmo tempo, isso pode levar a um aumento no ruído e a alterações na potência de saída saturada. O valor adequado da corrente de polarização deve ser determinado com base nos requisitos reais e nos parâmetros de desempenho do amplificador.Amplificador SOA.

Monitoramento e ajuste: Durante o processo de utilização, é necessário monitorar em tempo real a potência óptica de saída, o ganho, o ruído e outros parâmetros do SOA. Com base nos resultados do monitoramento, a corrente de polarização e outros parâmetros devem ser ajustados para garantir o desempenho estável e a qualidade do sinal do amplificador óptico semicondutor (SOA).

Utilização em diferentes cenários de aplicação

Sistema de comunicação óptica

Amplificador de potência: Antes da transmissão do sinal óptico, o amplificador óptico semicondutor (SOA) é posicionado na extremidade transmissora para aumentar a potência do sinal óptico e estender a distância de transmissão do sistema. Por exemplo, em comunicações de fibra óptica de longa distância, a amplificação de sinais ópticos por meio de um SOA pode reduzir o número de estações repetidoras.

Amplificador de linha: Em linhas de transmissão óptica, um SOA (amplificador óptico de sinal) é posicionado em intervalos específicos para compensar as perdas causadas pela atenuação da fibra e pelos conectores, garantindo a qualidade dos sinais ópticos durante a transmissão a longa distância.

Pré-amplificador: Na extremidade receptora, o SOA é posicionado em frente ao receptor óptico como um pré-amplificador para aumentar a sensibilidade do receptor e melhorar sua capacidade de detecção de sinais ópticos fracos.

2. Sistema de sensoriamento óptico

Em um demodulador de grade de Bragg em fibra (FBG), um amplificador óptico semicondutor (SOA) amplifica o sinal óptico para a FBG, controla a direção do sinal óptico por meio de um circulador e detecta as mudanças no comprimento de onda ou na temporização do sinal óptico causadas por variações de temperatura ou deformação. Em sistemas de detecção e alcance por luz (LiDAR), um amplificador óptico SOA de banda estreita, quando usado em conjunto com lasers DFB, pode fornecer alta potência de saída para detecção a longas distâncias.

3. Conversão de comprimento de onda

A conversão de comprimento de onda é alcançada utilizando efeitos não lineares, como modulação de ganho cruzado (XGM), modulação de fase cruzada (XPM) e mistura de quatro ondas (FWM) do amplificador óptico SOA. Por exemplo, na XGM, um feixe de luz de detecção de onda contínua fraco e um feixe de luz de bombeamento forte são injetados simultaneamente no amplificador óptico SOA. O bombeamento é modulado e aplicado à luz de detecção por meio da XGM para realizar a conversão de comprimento de onda.

4. Gerador de pulsos ópticos

Em enlaces de comunicação OTDM de alta velocidade com multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), lasers de fibra em anel com bloqueio de modo, contendo amplificadores ópticos SOA, são usados ​​para gerar pulsos com alta taxa de repetição e comprimento de onda ajustável. Ajustando parâmetros como a corrente de polarização do amplificador SOA e a frequência de modulação do laser, é possível obter a saída de pulsos ópticos com diferentes comprimentos de onda e frequências de repetição.

5. Recuperação do relógio óptico

No sistema OTDM, o sinal de clock é recuperado a partir de sinais ópticos de alta velocidade por meio de circuitos de travamento de fase (PLLs) e chaves ópticas implementadas com base em um amplificador SOA. O sinal de dados OTDM é acoplado ao espelho anular do SOA. A sequência de pulsos de controle óptico gerada pelo laser de modo travado ajustável aciona o espelho anular. O sinal de saída do espelho anular é detectado por um fotodiodo. A frequência do oscilador controlado por tensão (VCO) é travada na frequência fundamental do sinal de dados de entrada por meio de um circuito de travamento de fase, obtendo-se assim a recuperação óptica do sinal de clock.