Optičko pojačaloserija: Uvod u poluprovodničko optičko pojačalo
Poluprovodničko optičko pojačalo(SOA) je optički pojačavač baziran na poluprovodničkom mediju za pojačanje. U suštini je sličan laserskoj cijevi spojenoj optičkim vlaknima, s krajnjim ogledalom zamijenjenim antirefleksnim filmom; Nagnuti talasovodi mogu se koristiti za dodatno smanjenje reflektivnosti na kraju. Signalna svjetlost se obično prenosi kroz poluprovodnički jednomodni talasovod, s bočnom dimenzijom od 1-2 μm i dužinom od približno 0,5-2 mm. Mod talasovoda se značajno preklapa s aktivnim (pojačavajućim) područjem, koje se pumpa strujom. Ubrizgavanje struje generira određenu gustoću nosioca u provodnom pojasu, omogućavajući optičke prijelaze iz provodnog pojasa u valentni pojas. Maksimalno pojačanje se javlja pri energijama fotona nešto iznad energije zabranjene zone.
Princip rada poluprovodničkog optičkog pojačala
Poluprovodnička optička pojačala (SOA) pojačavaju upadne svjetlosne signale putem stimulirane emisije, a njihov mehanizam je isti kao i kod poluprovodničkih lasera.SOA optički pojačavačje samo poluprovodnički laser bez povratne sprege, a njegova suština je postizanje optičkog pojačanja obrnutim brojem čestica kada se poluprovodnički optički pojačavač optički ili električno pumpa.
VrsteSOA poluprovodničko optičko pojačalo
Prema ulozi koju SOA igra u korisničkim sistemima, oni se mogu podijeliti u četiri kategorije: serijski, booster, switching SOA i pretpojačalo.
1. Direktno umetanje: veće pojačanje, umjereni Psat; niži NF i niži PDG, obično povezano sa SOA nezavisnim od polarizacije·
2. Pojačivač: Viši Psat, niže pojačanje, obično zavisi od polarizacije;
3. Prekidač: veći omjer ekstinkcije i brže vrijeme porasta/pada;
4. Predpojačalo: pogodno za duže udaljenosti prijenosa, niži šum (NF) i veće pojačanje.
Prednosti SOA poluprovodničkog optičkog pojačala
Optičko pojačanje koje SOA pruža unutar propusnog opsega je relativno nezavisno od talasne dužine upadnog optičkog signala.
Ubrizgajte struju kao pojačani signal pumpe, umjesto optičkog pumpanja.
Zbog svoje kompaktne veličine, SOA se može integrirati s više fotonskih uređaja s valovodnim vodičima na jednoj planarnoj podlozi.
4. Koriste istu tehnologiju kao i diodni laseri.
SOA može raditi u komunikacijskim spektralnim opsezima od 1300 nm i 1550 nm, sa širom širinom pojasa (do 100 nm).
6. Mogu se konfigurisati i integrisati da služe kao pretpojačala na kraju optičkog prijemnika.
SOA se može koristiti kao jednostavna logička vrata u WDM optičkim mrežama.
Ograničenja SOA poluprovodničkog optičkog pojačala
SOA može obezbijediti izlaznu optičku snagu do nekoliko desetina milivata (mW), što je obično dovoljno za rad jednog kanala u optičkim komunikacijskim vezama. Međutim, WDM sistemi mogu zahtijevati i do nekoliko mW snage po kanalu.
2. Zbog spajanja ulaznih optičkih vlakana u i iz SOA integriranih čipova što često uzrokuje gubitak signala, SOA mora osigurati dodatno optičko pojačanje kako bi se minimizirao utjecaj ovog gubitka na ulazno/izlazne aspekte aktivnog područja.
SOA je veoma osjetljiv na polarizaciju ulaznih optičkih signala.
4. Generiraju veći nivo šuma u aktivnim medijima nego optička pojačala.
Ako se više optičkih kanala pojačava po potrebi u WDM aplikacijama, SOA će uzrokovati ozbiljno preslušavanje.
Vrijeme objave: 24. februar 2025.