Série de amplificador óptico: Introdução ao amplificador óptico de semicondutores

Amplificador ópticoSérie: Introdução ao amplificador óptico semicondutor

Amplificador óptico semicondutor(SOA) é um amplificador óptico baseado em meios de ganho de semicondutores. É essencialmente como um tubo de laser semicondutor acoplado a fibra, com o espelho final substituído por um filme anti -reflexivo; Os guias de onda inclinados podem ser usados ​​para reduzir ainda mais a refletividade final. A luz do sinal é geralmente transmitida através de um guia de onda de modo único semicondutor, com uma dimensão lateral de 1-2 μm e um comprimento de aproximadamente 0,5-2 mm. O modo de guia de ondas se sobrepõe significativamente à região ativa (amplificação), que é bombeada pela corrente. A corrente de injeção gera uma certa densidade da transportadora na banda de condução, permitindo transições ópticas da banda de condução para a banda de valência. O ganho máximo ocorre nas energias de fótons ligeiramente acima da energia de bandGAP.

Princípio de trabalho do amplificador óptico semicondutor
Amplificadores ópticos semicondutores (SOA) amplie os sinais de luz incidentes através da emissão estimulada, e seu mecanismo é o mesmo que os lasers de semicondutores.SOA amplificador ópticoé apenas um laser semicondutor sem feedback, e seu núcleo é obter o ganho óptico revertendo o número de partículas quando o amplificador óptico semicondutor é opticamente ou eletricamente bombeado.
Tipos deAmplificador óptico de semicondutores SOA
De acordo com o papel desempenhado pela SOA nos sistemas de clientes, eles podem ser divididos em quatro categorias: serial, booster, trocando de SOA e pré -amplificador.
1. Inserção direta: ganho mais alto, psat moderado; Menor NF e PDG inferior, geralmente associado à SOA independente de polarização ·
2. Enhancer: PSAT mais alto, menor ganho, geralmente dependente da polarização;
3. Switch: maior taxa de extinção e tempo de ascensão/outono mais rápido;
4. Pré -amplificador: Adequado para distâncias de transmissão mais longas, menor NF e maior ganho.
Vantagens do amplificador óptico de semicondutor SOA
O ganho óptico fornecido pela SOA dentro da largura de banda é relativamente independente do comprimento de onda do sinal óptico incidente.
Injete a corrente como um sinal de bomba amplificado, em vez de bombeamento óptico.
Devido ao seu tamanho compacto, a SOA pode ser integrada a vários dispositivos fotônicos de guia de ondas em um único substrato planar.
4. Eles usam a mesma tecnologia que lasers de diodo.
A SOA pode operar nas bandas espectrais de comunicação de 1300 nm e 1550 nm, com uma largura de banda mais ampla (até 100 nm).
6. Eles podem ser configurados e integrados para servir como preamplificadores na extremidade do receptor óptico.
A SOA pode ser usada como um portão lógico simples em redes ópticas WDM.

Limitações do amplificador óptico de semicondutor SOA
A SOA pode fornecer energia óptica de saída de até dezenas de Milliwatts (MW), que normalmente é suficiente para a operação de canal único nos links de comunicação de fibra óptica. No entanto, os sistemas WDM podem exigir até vários MW de potência por canal.
2. Devido ao acoplamento das fibras ópticas de entrada dentro e fora dos chips integrados da SOA, geralmente causando perda de sinal, a SOA deve fornecer ganho óptico adicional para minimizar o impacto dessa perda nos aspectos de entrada/saída da região ativa.
A SOA é altamente sensível à polarização dos sinais ópticos de entrada.
4. Eles geram níveis mais altos de ruído em meios ativos do que os amplificadores de fibra.
Se vários canais ópticos forem amplificados conforme necessário nos aplicativos WDM, a SOA causará diafonia severa.