Amplificador ópticosérie: Introdução ao Amplificador Óptico Semicondutor
Amplificador óptico semicondutor(SOA) é um amplificador óptico baseado em meios de ganho semicondutores. É essencialmente como um tubo laser semicondutor acoplado a fibra, com o espelho final substituído por um filme antirreflexo; 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 monomodo semicondutor, com uma dimensão lateral de 1-2 μm e um comprimento de aproximadamente 0,5-2 mm. O modo de guia de onda se sobrepõe significativamente à região ativa (amplificação), que é bombeada pela corrente. A injeção de corrente gera uma certa densidade de portadores na banda de condução, permitindo transições ópticas da banda de condução para a banda de valência. O ganho máximo ocorre em energias de fótons ligeiramente acima da energia da banda proibida.
Princípio de funcionamento do amplificador óptico semicondutor
Amplificadores ópticos semicondutores (SOA) amplificam os sinais de luz incidentes por meio de emissão estimulada, e seu mecanismo é o mesmo dos lasers semicondutores.Amplificador óptico SOAé apenas um laser semicondutor sem feedback, e seu núcleo é obter ganho óptico invertendo o número de partículas quando o amplificador óptico semicondutor é bombeado opticamente ou eletricamente.
Tipos deAmplificador óptico SOA Semiconductor
De acordo com o papel desempenhado pelo SOA nos sistemas do cliente, eles podem ser divididos em quatro categorias: serial, booster, comutação SOA e pré-amplificador.
1. Inserção direta: maior ganho, Psat moderado; NF mais baixo e PDG mais baixo, geralmente associado a SOA independente de polarização.
2. Enhancer: maior Psat, menor ganho, geralmente dependente da polarização;
3. Switch: maior taxa de extinção e tempo de subida/descida mais rápido;
4. Pré-amplificador: adequado para distâncias de transmissão maiores, menor NF e maior ganho.
Vantagens do amplificador óptico SOA Semiconductor
O ganho óptico fornecido pelo SOA dentro da largura de banda é relativamente independente do comprimento de onda do sinal óptico incidente.
Injete corrente como um sinal de bombeamento amplificado, em vez de bombeamento óptico.
Devido ao seu tamanho compacto, o SOA pode ser integrado com vários dispositivos fotônicos de guia de onda em um único substrato planar.
4. Eles usam a mesma tecnologia dos lasers de diodo.
O SOA pode operar nas bandas espectrais de comunicação de 1300 nm e 1550 nm, com uma largura de banda maior (até 100 nm).
6. Eles podem ser configurados e integrados para servir como pré-amplificadores na extremidade do receptor óptico.
SOA pode ser usado como uma porta lógica simples em redes ópticas WDM.
Limitações do amplificador óptico SOA Semiconductor
SOA pode fornecer potência óptica de saída de até dezenas de miliwatts (mW), o que normalmente é suficiente para operação em um único canal em links de comunicação de fibra óptica. No entanto, sistemas WDM podem exigir até vários mW de potência por canal.
2. Devido ao acoplamento de fibras ópticas de entrada dentro e fora dos chips integrados SOA, que frequentemente causam perda de sinal, o SOA deve fornecer ganho óptico adicional para minimizar o impacto dessa perda nos aspectos de entrada/saída da região ativa.
SOA é altamente sensível à polarização de 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 em aplicações WDM, o SOA causará diafonia severa.
Horário da publicação: 24 de fevereiro de 2025