Šta jepoluprovodničko optičko pojačalo
Poluprovodničko optičko pojačalo je vrsta optičkog pojačala koje koristi poluprovodnički medij za pojačanje. Slično je laserskoj diodi, kod koje je ogledalo na donjem kraju zamijenjeno polureflektirajućim premazom. Signalna svjetlost se prenosi kroz poluprovodnički jednomodni talasovod. Poprečna dimenzija talasovoda je 1-2 mikrometra, a njegova dužina je reda veličine 0,5-2 mm. Mod talasovoda ima značajno preklapanje sa aktivnim (pojačavajućim) područjem, koje se pumpa strujom. Injektirana struja generiše određenu koncentraciju nosioca u provodnom pojasu, omogućavajući optički prelaz provodnog pojasa u valentni pojas. Vrhunsko pojačanje se javlja kada je energija fotona nešto veća od energije zabranjene zone. SOA optičko pojačalo se obično koristi u telekomunikacijskim sistemima u obliku pigtaila, sa radnom talasnom dužinom oko 1300nm ili 1500nm, pružajući približno 30dB pojačanja.
TheSOA poluprovodnički optički pojačavačje PN spojni uređaj sa strukturom kvantne jame naprezanja. Vanjska direktna polarizacija obrće broj dielektričnih čestica. Nakon što vanjska pobudna svjetlost uđe, generira se stimulirano zračenje, čime se postiže pojačanje optičkih signala. Sva tri gore navedena procesa prijenosa energije postoje uSOA optički pojačavačPojačavanje optičkih signala zasniva se na stimulisanoj emisiji. Procesi stimulisane apsorpcije i stimulisane emisije postoje istovremeno. Stimulisana apsorpcija svjetlosti pumpe može se iskoristiti za ubrzavanje oporavka nosilaca naboja, a istovremeno, električna pumpa može poslati elektrone na visoki energetski nivo (provodni pojas). Kada se spontano zračenje pojača, formiraće se pojačani šum spontanog zračenja. SOA optičko pojačalo zasniva se na poluprovodničkim čipovima.
Poluprovodnički čipovi su sastavljeni od složenih poluprovodnika, kao što su GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP i InP/InAlGaAs, itd. To su ujedno i materijali za izradu poluprovodničkih lasera. Dizajn talasovoda SOA je isti ili sličan onome kod lasera. Razlika leži u tome što laseri moraju formirati rezonantnu šupljinu oko pojačavajućeg medija kako bi generirali i održavali oscilaciju optičkog signala. Optički signal će biti više puta pojačan u šupljini prije nego što bude izlaz. USOA pojačalo(ono o čemu ovdje raspravljamo ograničeno je na pojačala putujućeg talasa koja se koriste u većini primjena), svjetlost treba samo jednom proći kroz medij za pojačanje, a povratna refleksija je minimalna. Struktura SOA pojačala sastoji se od tri područja: Područje P, Područje I (aktivni sloj ili čvor) i Područje N. Aktivni sloj se obično sastoji od kvantnih bunara, što može poboljšati efikasnost fotoelektrične konverzije i smanjiti prag struje.
Slika 1 Fiber laser sa integrisanim SOA za generisanje optičkih impulsa
Primjenjuje se na prijenos kanala
SOA se obično ne primjenjuju samo za pojačanje: mogu se koristiti i u oblasti optičke komunikacije, primjenama zasnovanim na nelinearnim procesima kao što su pojačanje zasićenja ili međufazna polarizacija, koje koriste promjenu koncentracije nosioca u SOA optičkom pojačalu za dobijanje različitih indeksa prelamanja. Ovi efekti mogu se primijeniti na prenos kanala (konverzija talasne dužine), konverziju formata modulacije, oporavak takta, regeneraciju signala i prepoznavanje uzoraka itd. u sistemima multipleksiranja sa podjelom talasnih dužina.
S napretkom tehnologije optoelektronskih integriranih kola i smanjenjem troškova proizvodnje, područja primjene SOA poluprovodničkih optičkih pojačala kao osnovnih pojačala, funkcionalnih optičkih uređaja i komponenti podsistema će se nastaviti širiti.
Vrijeme objave: 23. juni 2025.