Σειρά οπτικών ενισχυτών: Εισαγωγή στον οπτικό ενισχυτή ημιαγωγού

Οπτικός ενισχυτήςΣειρά: Εισαγωγή στον οπτικό ενισχυτή ημιαγωγού

Ημιαγωγός οπτικός ενισχυτής(SOA) είναι ένας οπτικός ενισχυτής που βασίζεται σε μέσα κέρδους ημιαγωγού. Είναι ουσιαστικά σαν ένας σωλήνας λέιζερ ημιαγωγού συζευγμένο με ίνες, με τον τελικό καθρέφτη να αντικατασταθεί από μια αντιφρονική μεμβράνη. Οι κλίσκτες κυματοδηγών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περαιτέρω μείωση της ανακλαστικότητας του τελικού άκρου. Το φως του σήματος συνήθως μεταδίδεται μέσω κυματοδηγού μονής λειτουργίας ημιαγωγού, με πλευρική διάσταση 1-2 μm και μήκος περίπου 0,5-2mm. Η λειτουργία κυματοδηγού επικαλύπτεται σημαντικά με την ενεργή περιοχή (ενίσχυση), η οποία αντλείται από το ρεύμα. Η έγχυση ρεύματος παράγει μια συγκεκριμένη πυκνότητα φορέα στη ζώνη αγωγιμότητας, επιτρέποντας οπτικές μεταβάσεις από τη ζώνη αγωγιμότητας στη ζώνη σθένους. Το μέγιστο κέρδος εμφανίζεται σε ενέργειες φωτονίων ελαφρώς πάνω από την ενέργεια Bandgap.

Αρχή λειτουργίας του οπτικού ενισχυτή ημιαγωγού
Οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών (Σόα) ενισχύουν τα σήματα φωτός προσπίπτων μέσω της διεγερμένης εκπομπής και ο μηχανισμός τους είναι ο ίδιος με εκείνον των λέιζερ ημιαγωγών.SOA οπτικός ενισχυτήςείναι απλώς ένα λέιζερ ημιαγωγού χωρίς ανατροφοδότηση και ο πυρήνας του είναι να επιτύχει οπτικό κέρδος αντιστρέφοντας τον αριθμό των σωματιδίων όταν ο οπτικός ενισχυτής ημιαγωγού αντλείται οπτικά ή ηλεκτρικά.
ΤύποιSOA ημιαγωγός οπτικός ενισχυτής
Σύμφωνα με τον ρόλο που διαδραματίζουν η SOA στα συστήματα πελατών, μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες: σειριακή, ενισχυτική, μετατροπή SOA και προενισχυτή.
1. Άμεση εισαγωγή: υψηλότερο κέρδος, μέτριο PSAT. Κάτω NF και χαμηλότερο PDG, που συνήθως συνδέεται με την πόλωση ανεξάρτητη SOA ·
2. Ενισχυτής: υψηλότερο PSAT, χαμηλότερο κέρδος, συνήθως εξαρτάται από την πόλωση.
3. Διακόπτης: Υψηλότερος λόγος εξαφάνισης και ταχύτερος χρόνος αύξησης/πτώσης.
4. ΠΡΟΙΜΟΙ ΠΡΟΕΔΡΟΣ: Κατάλληλο για μεγαλύτερες αποστάσεις μετάδοσης, χαμηλότερο NF και υψηλότερο κέρδος.
Πλεονεκτήματα του οπτικού ενισχυτή ημιαγωγού SOA
Το οπτικό κέρδος που παρέχεται από το SOA εντός του εύρους ζώνης είναι σχετικά ανεξάρτητο από το μήκος κύματος του οπτικού σήματος συμβάντος.
Εισάγετε το ρεύμα ως ενισχυμένο σήμα αντλίας, αντί για οπτική άντληση.
Λόγω του συμπαγούς του μεγέθους, το SOA μπορεί να ενσωματωθεί σε πολλαπλές φωτονικές συσκευές κυματοδηγού σε ένα μόνο επίπεδη υπόστρωμα.
4. Χρησιμοποιούν την ίδια τεχνολογία με τα λέιζερ διόδων.
Το SOA μπορεί να λειτουργήσει στις φασματικές ζώνες επικοινωνίας των 1300 nm και 1550 nm, με ευρύτερο εύρος ζώνης (έως 100 nm).
6. Μπορούν να ρυθμιστούν και να ενσωματωθούν για να χρησιμεύσουν ως προενισχυτές στο άκρο του οπτικού δέκτη.
Το SOA μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως απλή λογική πύλη σε οπτικά δίκτυα WDM.

Περιορισμοί του οπτικού ενισχυτή ημιαγωγού SOA
Το SOA μπορεί να παρέχει οπτική ισχύς εξόδου μέχρι δεκάδες Milliwatts (MW), η οποία είναι τυπικά επαρκής για τη λειτουργία ενός καναλιού σε συνδέσμους επικοινωνίας οπτικών ινών. Ωστόσο, τα συστήματα WDM ενδέχεται να απαιτούν έως και αρκετές MW ισχύος ανά κανάλι.
2. Λόγω της σύζευξης οπτικών ινών εισόδου μέσα και έξω από τα ενσωματωμένα τσιπ SOA που προκαλούν συχνά απώλεια σήματος, το SOA πρέπει να παρέχει πρόσθετο οπτικό κέρδος για να ελαχιστοποιήσει την επίδραση αυτής της απώλειας στις πτυχές εισόδου/εξόδου της ενεργού περιοχής.
Το SOA είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στην πόλωση των οπτικών σημάτων εισόδου.
4. Δημιουργούν υψηλότερα επίπεδα θορύβου σε ενεργά μέσα από τους ενισχυτές ινών.
Εάν τα πολλαπλά οπτικά κανάλια ενισχύονται όπως απαιτείται σε εφαρμογές WDM, το SOA θα προκαλέσει σοβαρή διαταραχή.