Optical Amplifier Series: Panimula sa semiconductor optical amplifier

Optical amplifierSerye: Panimula sa semiconductor optical amplifier

Semiconductor optical amplifier(SOA) ay isang optical amplifier batay sa semiconductor makakuha ng media. Ito ay mahalagang tulad ng isang hibla na may kasamang semiconductor laser tube, na may end mirror na pinalitan ng isang anti reflective film; Ang mga tilted waveguides ay maaaring magamit upang higit na mabawasan ang pagtatapos ng pagtatapos. Ang ilaw ng signal ay karaniwang ipinapadala sa pamamagitan ng isang semiconductor single-mode waveguide, na may isang pag-ilid na sukat na 1-2 μ m at isang haba ng humigit-kumulang na 0.5-2mm. Ang mode na waveguide ay makabuluhang overlay sa aktibong (pagpapalakas) na rehiyon, na kung saan ay pumped ng kasalukuyang. Ang pag -iniksyon ng kasalukuyang bumubuo ng isang tiyak na density ng carrier sa bandang pagpapadaloy, na nagpapahintulot sa mga optical transitions mula sa conduction band hanggang sa valence band. Ang maximum na pakinabang ay nangyayari sa photon energies na bahagyang sa itaas ng enerhiya ng bandgap.

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng semiconductor optical amplifier
Semiconductor optical amplifier (SOA) Amplify Incident light signal sa pamamagitan ng stimulated emission, at ang kanilang mekanismo ay pareho sa mga semiconductor laser.SOA optical amplifieray isang semiconductor laser lamang na walang puna, at ang core nito ay upang makakuha ng optical gain sa pamamagitan ng pagbabalik sa bilang ng mga particle kapag ang semiconductor optical amplifier ay optically o electrically pumped.
Uri ngSOA semiconductor optical amplifier
Ayon sa papel na ginagampanan ng SOA sa mga sistema ng customer, maaari silang nahahati sa apat na kategorya: serial, booster, paglipat ng SOA, at preamplifier.
1. Direktang pagpasok: mas mataas na pakinabang, katamtaman na PSAT; Mas mababang NF at mas mababang PDG, karaniwang nauugnay sa polariseysyon na independiyenteng SOA ·
2. Enhancer: mas mataas na PSAT, mas mababang pakinabang, karaniwang nakasalalay sa polariseysyon;
3. Lumipat: mas mataas na ratio ng pagkalipol at mas mabilis na pagtaas/oras ng pagkahulog;
4. Pre amplifier: Angkop para sa mas mahabang distansya ng paghahatid, mas mababang NF, at mas mataas na pakinabang.
Mga kalamangan ng SOA semiconductor optical amplifier
Ang optical gain na ibinigay ng SOA sa loob ng bandwidth ay medyo independiyenteng ng haba ng haba ng insidente ng optical signal.
Mag -iniksyon ng kasalukuyang bilang isang pinalakas na signal ng bomba, sa halip na optical pumping.
Dahil sa compact na laki nito, ang SOA ay maaaring isama sa maraming mga aparato ng waveguide photonic sa isang solong planar substrate.
4. Ginagamit nila ang parehong teknolohiya bilang mga laser ng diode.
Ang SOA ay maaaring gumana sa mga bandang spectral ng komunikasyon na 1300 nm at 1550 nm, na may mas malawak na bandwidth (hanggang sa 100 nm).
6. Maaari silang mai -configure at isama upang maglingkod bilang mga preamplifier sa pagtatapos ng optical receiver.
Ang SOA ay maaaring magamit bilang isang simpleng lohika gate sa WDM optical network.

Mga limitasyon ng SOA semiconductor optical amplifier
Ang SOA ay maaaring magbigay ng output ng optical na kapangyarihan ng hanggang sa sampu -sampung milliwatts (MW), na karaniwang sapat para sa solong operasyon ng channel sa mga link sa komunikasyon ng hibla. Gayunpaman, ang mga sistema ng WDM ay maaaring mangailangan ng hanggang sa maraming MW ng kapangyarihan bawat channel.
2. Dahil sa pagkabit ng input optical fibers papasok at labas ng SOA integrated chips na madalas na nagdudulot ng pagkawala ng signal, ang SOA ay dapat magbigay ng karagdagang optical gain upang mabawasan ang epekto ng pagkawala na ito sa mga aspeto ng input/output ng aktibong rehiyon.
Ang SOA ay lubos na sensitibo sa polariseysyon ng input optical signal.
4. Bumubuo sila ng mas mataas na antas ng ingay sa aktibong media kaysa sa mga amplifier ng hibla.
Kung ang maraming mga optical channel ay pinalakas kung kinakailangan sa mga aplikasyon ng WDM, ang SOA ay magiging sanhi ng matinding crosstalk.