Optisko pastiprinātāju sērija: Ievads pusvadītāju optiskajā pastiprinātājā

Optiskais pastiprinātājssērija: Ievads pusvadītāju optiskajā pastiprinātājā

Pusvadītāju optiskais pastiprinātājs(SOA) ir optiskais pastiprinātājs, kura pamatā ir pusvadītāju pastiprinājuma vide. Tas būtībā ir līdzīgs ar šķiedru savienotai pusvadītāju lāzera lampai, kuras gala spogulis ir aizstāts ar atstarojošu plēvi; Lai vēl vairāk samazinātu gala atstarošanos, var izmantot slīpus viļņvadus. Signāla gaisma parasti tiek pārraidīta caur pusvadītāju vienmoda viļņvadu, kura sānu izmērs ir 1–2 μm un garums aptuveni 0,5–2 mm. Viļņvada režīms ievērojami pārklājas ar aktīvo (pastiprināšanas) apgabalu, ko sūknē strāva. Injekcijas strāva ģenerē noteiktu nesēja blīvumu vadītspējas joslā, nodrošinot optiskas pārejas no vadītspējas joslas uz valences joslu. Maksimālais pastiprinājums rodas pie fotonu enerģijām, kas ir nedaudz virs joslas spraugas enerģijas.

Pusvadītāju optiskā pastiprinātāja darbības princips
Pusvadītāju optiskie pastiprinātāji (Pakalpojumu avoti) pastiprina krītošās gaismas signālus, izmantojot stimulētu emisiju, un to mehānisms ir tāds pats kā pusvadītāju lāzeriem.SOA optiskais pastiprinātājsir tikai pusvadītāju lāzers bez atgriezeniskās saites, un tā pamatā ir optiskā pastiprinājuma iegūšana, mainot daļiņu skaitu, kad pusvadītāju optiskais pastiprinātājs tiek optiski vai elektriski sūknēts.
VeidiSOA pusvadītāju optiskais pastiprinātājs
Atbilstoši SOA lomai klientu sistēmās tos var iedalīt četrās kategorijās: seriālais, pastiprinātājs, komutācijas SOA un priekšpastiprinātājs.
1. Tieša ievietošana: lielāks pastiprinājums, mērens Psat; zemāks NF un zemāks PDG, parasti saistīts ar no polarizācijas neatkarīgu SOA.
2. Pastiprinātājs: augstāks Psat, zemāks pastiprinājums, parasti atkarīgs no polarizācijas;
3. Slēdzis: augstāka ekstinkcijas attiecība un ātrāks pieauguma/krituma laiks;
4. Priekšpastiprinātājs: piemērots lielākiem pārraides attālumiem, zemākam NF un lielākam pastiprinājumam.
SOA pusvadītāju optiskā pastiprinātāja priekšrocības
SOA nodrošinātais optiskais pastiprinājums joslas platumā ir relatīvi neatkarīgs no ienākošā optiskā signāla viļņa garuma.
Injicēt strāvu kā pastiprinātu sūknēšanas signālu, nevis optisko sūknēšanu.
Pateicoties kompaktajam izmēram, SOA var integrēt ar vairākām viļņvadu fotoniskām ierīcēm uz viena plaknes substrāta.
4. Tie izmanto to pašu tehnoloģiju kā diožu lāzeri.
SOA var darboties sakaru spektra joslās 1300 nm un 1550 nm ar plašāku joslas platumu (līdz 100 nm).
6. Tos var konfigurēt un integrēt, lai tie darbotos kā priekšpastiprinātāji optiskā uztvērēja galā.
SOA var izmantot kā vienkāršus loģiskos vārtus WDM optiskajos tīklos.

SOA pusvadītāju optiskā pastiprinātāja ierobežojumi
SOA var nodrošināt izejas optisko jaudu līdz pat desmitiem milivatu (mW), kas parasti ir pietiekama viena kanāla darbībai optisko šķiedru sakaru savienojumos. Tomēr WDM sistēmām var būt nepieciešama jauda līdz pat vairākiem mW katrā kanālā.
2. Tā kā ieejas optiskās šķiedras tiek savienotas ar SOA integrētajām mikroshēmām un no tām, kas bieži izraisa signāla zudumu, SOA ir jānodrošina papildu optiskais pastiprinājums, lai samazinātu šī zuduma ietekmi uz aktīvā apgabala ieejas/izejas aspektiem.
SOA ir ļoti jutīga pret ieejas optisko signālu polarizāciju.
4. Tie rada augstāku trokšņa līmeni aktīvajā vidē nekā šķiedru pastiprinātāji.
Ja WDM lietojumprogrammās pēc nepieciešamības tiek pastiprināti vairāki optiskie kanāli, SOA radīs nopietnu šķērsrunu.