Πώς είναιημιαγωγός οπτικός ενισχυτήςεπιτύχετε ενίσχυση;
Μετά την έλευση της εποχής της επικοινωνίας οπτικών ινών μεγάλης χωρητικότητας, η τεχνολογία οπτικής ενίσχυσης έχει αναπτυχθεί γρήγορα.Οπτικοί ενισχυτέςΕνισχύστε τα οπτικά σήματα εισόδου που βασίζονται σε διεγερμένη ακτινοβολία ή διεγερμένη σκέδαση. Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, οι οπτικοί ενισχυτές μπορούν να χωριστούν σε οπτικούς ενισχυτές ημιαγωγών (Σόα) καιενισχυτές οπτικών ινών. Μεταξύ αυτών,οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγώνχρησιμοποιούνται ευρέως στην οπτική επικοινωνία λόγω των πλεονεκτημάτων της ευρείας ζώνης κέρδους, της καλής ολοκλήρωσης και της ευρείας σειράς μήκους κύματος. Αποτελούνται από ενεργές και παθητικές περιοχές και η ενεργή περιοχή είναι η περιοχή κέρδους. Όταν το σήμα φωτός διέρχεται από την ενεργή περιοχή, προκαλεί τα ηλεκτρόνια να χάσουν ενέργεια και να επιστρέψουν στην κατάσταση του εδάφους με τη μορφή φωτονίων, τα οποία έχουν το ίδιο μήκος κύματος με το σήμα φωτός, ενισχύοντας έτσι το σήμα φωτός. Ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγού μετατρέπει τον φορέα ημιαγωγού στο αντίστροφο σωματίδιο από το ρεύμα οδήγησης, ενισχύει το πλάτος φωτός σπόρου που έχει εγχυθεί και διατηρεί τα βασικά φυσικά χαρακτηριστικά του φωτός σπόρου που εγχύεται όπως η πόλωση, το πλάτος γραμμής και η συχνότητα. Με την αύξηση του ρεύματος εργασίας, η οπτική ισχύς εξόδου αυξάνεται επίσης σε μια συγκεκριμένη λειτουργική σχέση.
Αλλά αυτή η ανάπτυξη δεν είναι χωρίς όρια, επειδή οι οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών έχουν φαινόμενο κορεσμού κέρδους. Το φαινόμενο δείχνει ότι όταν η οπτική ισχύς εισόδου είναι σταθερή, το κέρδος αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης του φορέα που εγχύθηκε, αλλά όταν η συγκέντρωση φορέα που έχει εγχυθεί είναι πολύ μεγάλη, το κέρδος θα κορεστεί ή ακόμα και θα μειωθεί. Όταν η συγκέντρωση του εγχυμένου φορέα είναι σταθερή, η ισχύς εξόδου αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος εισόδου, αλλά όταν η οπτική ισχύς εισόδου είναι πολύ μεγάλη, ο ρυθμός κατανάλωσης φορέα που προκαλείται από διεγερμένη ακτινοβολία είναι πολύ μεγάλη, με αποτέλεσμα τον κορεσμό ή την πτώση του κέρδους. Ο λόγος για το φαινόμενο κορεσμού κέρδους είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρονίων και φωτονίων στο υλικό της ενεργού περιοχής. Είτε τα φωτόνια που παράγονται στο μέσο κέρδους είτε τα εξωτερικά φωτόνια, ο ρυθμός με τον οποίο η διεγερμένη ακτινοβολία καταναλώνει τους φορείς σχετίζεται με τον ρυθμό με τον οποίο οι φορείς αναπληρώσουν στο αντίστοιχο επίπεδο ενέργειας στο χρόνο. Εκτός από την διεγερμένη ακτινοβολία, ο ρυθμός φορέα που καταναλώνεται από άλλους παράγοντες αλλάζει επίσης, γεγονός που επηρεάζει δυσμενώς τον κορεσμό κέρδους.
Δεδομένου ότι η σημαντικότερη λειτουργία των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγού είναι η γραμμική ενίσχυση, κυρίως για την επίτευξη ενίσχυσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτές ισχύος, ενισχυτές γραμμής και προενισχυτές στα συστήματα επικοινωνίας. Στο άκρο μετάδοσης, ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγού χρησιμοποιείται ως ενισχυτής ισχύος για την ενίσχυση της ισχύος εξόδου στο άκρο μετάδοσης του συστήματος, το οποίο μπορεί να αυξήσει σημαντικά την απόσταση αναμετάδοσης του κορμού του συστήματος. Στη γραμμή μετάδοσης, ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγού μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής γραμμικού ρελέ, έτσι ώστε η απόσταση αναγεννητικής ανανέωσης μετάδοσης να μπορεί να επεκταθεί και πάλι με άλματα. Στο άκρο λήψης, ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προενισχυτής, ο οποίος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ευαισθησία του δέκτη. Τα χαρακτηριστικά κορεσμού κέρδους των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγών θα προκαλέσουν τη σχετική της αύξησης ανά bit με την προηγούμενη ακολουθία δυαδικών ψηφίων. Η επίδραση του σχεδίου μεταξύ των μικρών καναλιών μπορεί επίσης να ονομαστεί φαινόμενο διαμόρφωσης διασταυρούμενης απόδοσης. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί τον στατιστικό μέσο όρο της επίδρασης διαμόρφωσης μεταξύ των κερδών μεταξύ πολλαπλών καναλιών και εισάγει ένα συνεχές κύμα μέσης έντασης στη διαδικασία διατήρησης της δέσμης, συμπιέζει έτσι το συνολικό κέρδος του ενισχυτή. Στη συνέχεια μειώνεται η επίδραση διαμόρφωσης μεταξύ των διαύλων.
Οι οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών έχουν απλή δομή, εύκολη ενσωμάτωση και μπορούν να ενισχύσουν οπτικά σήματα διαφορετικών μηκών κύματος και χρησιμοποιούνται ευρέως στην ενσωμάτωση διαφόρων τύπων λέιζερ. Επί του παρόντος, η τεχνολογία ενσωμάτωσης λέιζερ που βασίζεται σε οπτικούς ενισχυτές ημιαγωγών συνεχίζει να ωριμάζει, αλλά οι προσπάθειες πρέπει να καταβάλλονται στις ακόλουθες τρεις πτυχές. Το ένα είναι να μειωθεί η απώλεια σύζευξης με την οπτική ίνα. Το κύριο πρόβλημα του οπτικού ενισχυτή ημιαγωγού είναι ότι η απώλεια σύζευξης με την ίνα είναι μεγάλη. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση σύζευξης, μπορεί να προστεθεί ένας φακός στο σύστημα σύζευξης για να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια αντανάκλασης, να βελτιωθεί η συμμετρία της δέσμης και να επιτευχθεί σύζευξη υψηλής απόδοσης. Το δεύτερο είναι να μειωθεί η ευαισθησία πόλωσης των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγού. Το χαρακτηριστικό πόλωσης αναφέρεται κυρίως στην ευαισθησία πόλωσης του προσπίπτοντος φωτός. Εάν ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγών δεν υποβληθεί ειδικά σε επεξεργασία, το αποτελεσματικό εύρος ζώνης του κέρδους θα μειωθεί. Η δομή κβαντικού φρεατίου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη σταθερότητα των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγού. Είναι δυνατόν να μελετηθεί μια απλή και ανώτερη δομή κβαντικού φρεατίου για τη μείωση της ευαισθησίας πόλωσης των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγού. Το τρίτο είναι η βελτιστοποίηση της ολοκληρωμένης διαδικασίας. Επί του παρόντος, η ενσωμάτωση οπτικών ενισχυτών και λέιζερ ημιαγωγών είναι πολύ περίπλοκη και δυσκίνητη στην τεχνική επεξεργασία, με αποτέλεσμα μεγάλη απώλεια της μετάδοσης οπτικού σήματος και της απώλειας εισαγωγής συσκευών και το κόστος είναι υπερβολικά υψηλό. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να προσπαθήσουμε να βελτιστοποιήσουμε τη δομή των ολοκληρωμένων συσκευών και να βελτιώσουμε την ακρίβεια των συσκευών.
Στην τεχνολογία οπτικής επικοινωνίας, η τεχνολογία οπτικής ενίσχυσης είναι μια από τις τεχνολογίες υποστήριξης και η τεχνολογία οπτικών ενισχυτή ημιαγωγών αναπτύσσεται ταχέως. Επί του παρόντος, η απόδοση των οπτικών ενισχυτών ημιαγωγών έχει βελτιωθεί σημαντικά, ειδικά στην ανάπτυξη οπτικών τεχνολογιών νέας γενιάς, όπως οι πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος ή οι τρόποι μεταγωγής οπτικών. Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας πληροφοριών, θα εισαχθεί η τεχνολογία οπτικής ενίσχυσης κατάλληλη για διαφορετικές ζώνες και διαφορετικές εφαρμογές και η ανάπτυξη και η έρευνα των νέων τεχνολογιών θα κάνουν αναπόφευκτα την τεχνολογία οπτικών ενισχυτή ημιαγωγών να συνεχίσει να αναπτύσσει και να ευημερήσει.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-25-2025