Kas irpusvadītāju optiskais pastiprinātājs
Pusvadītāju optiskais pastiprinātājs ir optiskā pastiprinātāja veids, kas izmanto pusvadītāju pastiprināšanas vidi. Tas ir līdzīgs lāzera diodei, kuras apakšējā gala spogulis ir aizstāts ar daļēji atstarojošu pārklājumu. Signāla gaisma tiek pārraidīta caur pusvadītāju vienmoda viļņvadu. Viļņvada šķērsvirziena izmērs ir 1–2 mikrometri, un tā garums ir aptuveni 0,5–2 mm. Viļņvada režīmam ir ievērojama pārklāšanās ar aktīvo (pastiprināšanas) apgabalu, ko sūknē strāva. Injicētā strāva ģenerē noteiktu nesēja koncentrāciju vadītspējas joslā, ļaujot vadītspējas joslas optiskajai pārejai uz valences joslu. Maksimālais pastiprinājums rodas, kad fotonu enerģija ir nedaudz lielāka par joslas spraugas enerģiju. SOA optiskais pastiprinātājs parasti tiek izmantots telekomunikāciju sistēmās pigtail veidā ar darbības viļņa garumu aptuveni 1300 nm vai 1500 nm, nodrošinot aptuveni 30 dB pastiprinājumu.
TheSOA pusvadītāju optiskais pastiprinātājsir PN savienojuma ierīce ar deformācijas kvantu akas struktūru. Ārējais tiešais nobīdes spēks maina dielektrisko daļiņu skaitu. Pēc ārējās ierosmes gaismas iekļūšanas tiek ģenerēts stimulēts starojums, panākot optisko signālu pastiprināšanu. Visi iepriekš minētie trīs enerģijas pārneses procesi pastāvSOA optiskais pastiprinātājsOptisko signālu pastiprināšana balstās uz stimulētu emisiju. Stimulētās absorbcijas un stimulētās emisijas procesi notiek vienlaicīgi. Sūkņa gaismas stimulēto absorbciju var izmantot, lai paātrinātu nesēju atgūšanu, un vienlaikus elektriskais sūknis var nosūtīt elektronus uz augstu enerģijas līmeni (vadītspējas joslu). Pastiprināts spontānais starojums veido pastiprinātu spontānā starojuma troksni. SOA optiskais pastiprinātājs ir balstīts uz pusvadītāju mikroshēmām.
Pusvadītāju mikroshēmas sastāv no saliktiem pusvadītājiem, piemēram, GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP un InP/InAlGaAs utt. Šie ir arī materiāli pusvadītāju lāzeru izgatavošanai. SOA viļņvada konstrukcija ir tāda pati vai līdzīga lāzeru konstrukcijai. Atšķirība ir tāda, ka lāzeriem ir jāveido rezonanses dobums ap pastiprināšanas vidi, lai ģenerētu un uzturētu optiskā signāla svārstības. Pirms izvades optiskais signāls dobumā tiks vairākkārt pastiprināts.SOA pastiprinātājs(šeit apspriestais attiecas tikai uz skrejošo viļņu pastiprinātājiem, ko izmanto vairumā lietojumprogrammu), gaismai caur pastiprināšanas vidi jāiziet tikai vienu reizi, un atpakaļatstarojums ir minimāls. SOA pastiprinātāja struktūra sastāv no trim apgabaliem: P apgabala, I apgabala (aktīvais slānis vai mezgls) un N apgabala. Aktīvais slānis parasti sastāv no kvantu akām, kas var uzlabot fotoelektriskās konversijas efektivitāti un samazināt sliekšņa strāvu.
1. attēls. Šķiedru lāzers ar integrētu SOA optisko impulsu ģenerēšanai.
Pielietots kanālu pārsūtīšanai
SOA parasti netiek izmantoti tikai pastiprināšanai: tos var izmantot arī optisko šķiedru sakaru jomā, lietojumos, kuru pamatā ir nelineāri procesi, piemēram, piesātinājuma pastiprinājums vai šķērsfāžu polarizācija, kuros tiek izmantota nesēja koncentrācijas variācija SOA optiskajā pastiprinātājā, lai iegūtu mainīgus refrakcijas indeksus. Šos efektus var pielietot kanālu pārsūtīšanai (viļņu garuma pārveidošanai), modulācijas formāta pārveidošanai, pulksteņa atjaunošanai, signāla reģenerācijai un modeļu atpazīšanai utt. viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas sistēmās.
Attīstoties optoelektroniskajām integrētajām shēmām un samazinoties ražošanas izmaksām, SOA pusvadītāju optiskā pastiprinātāja pielietojuma lauki kā pamata pastiprinātāji, funkcionālās optiskās ierīces un apakšsistēmu komponenti turpinās paplašināties.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 23. jūnijs