Serye ng optical amplifier: Panimula sa Semiconductor Optical Amplifier

Optical amplifierserye: Panimula sa Semiconductor Optical Amplifier

Semiconductor optical amplifierAng (SOA) ay isang optical amplifier na nakabatay sa semiconductor gain media. Ito ay maituturing na parang isang fiber coupled semiconductor laser tube, kung saan ang end mirror ay napapalitan ng isang anti-reflective film; Maaaring gamitin ang mga tilted waveguide upang higit pang mabawasan ang end reflectivity. Ang signal light ay karaniwang ipinapadala sa pamamagitan ng isang semiconductor single-mode waveguide, na may lateral dimension na 1-2 μm at haba na humigit-kumulang 0.5-2mm. Ang waveguide mode ay makabuluhang nagsasapawan sa aktibong (amplification) na rehiyon, na pinubomba ng current. Ang pag-inject ng current ay bumubuo ng isang tiyak na carrier density sa conduction band, na nagbibigay-daan para sa optical transitions mula sa conduction band patungo sa valence band. Ang maximum gain ay nangyayari sa mga photon energies na bahagyang mas mataas sa bandgap energy.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng semiconductor optical amplifier
Mga semiconductor optical amplifierSOA) pinapalakas ang mga signal ng dumating na liwanag sa pamamagitan ng stimulated emission, at ang kanilang mekanismo ay kapareho ng sa mga semiconductor laser.SOA optical amplifieray isa lamang semiconductor laser na walang feedback, at ang pangunahing layunin nito ay makakuha ng optical gain sa pamamagitan ng pagbaligtad ng bilang ng mga particle kapag ang semiconductor optical amplifier ay pinobomba sa pamamagitan ng optical o electrically.
Mga uri ngSOA Semiconductor optical amplifier
Ayon sa papel na ginagampanan ng SOA sa mga sistema ng customer, maaari silang hatiin sa apat na kategorya: serial, booster, switching SOA, at preamplifier.
1. Direktang pagpapasok: mas mataas na gain, katamtamang Psat; Mas mababang NF at mas mababang PDG, karaniwang nauugnay sa SOA· na hindi umaasa sa polarisasyon
2. Enhancer: Mas mataas na Psat, mas mababang gain, karaniwang nakadepende sa polarization;
3. Paglipat: mas mataas na proporsyon ng pagkalipol at mas mabilis na oras ng pagtaas/pagbaba;
4. Pre amplifier: angkop para sa mas mahahabang distansya ng transmisyon, mas mababang NF, at mas mataas na gain.
Mga Bentahe ng SOA Semiconductor optical amplifier
Ang optical gain na ibinibigay ng SOA sa loob ng bandwidth ay medyo independiyente sa wavelength ng incident optical signal.
Mag-iniksyon ng kuryente bilang isang pinalakas na signal ng bomba, sa halip na optical pumping.
Dahil sa siksik nitong laki, ang SOA ay maaaring isama sa maraming waveguide photonic device sa iisang planar substrate.
4. Gumagamit sila ng parehong teknolohiya gaya ng mga diode laser.
Ang SOA ay maaaring gumana sa mga communication spectral band na 1300 nm at 1550 nm, na may mas malawak na bandwidth (hanggang 100 nm).
6. Maaari silang i-configure at i-integrate upang magsilbing mga preamplifier sa dulo ng optical receiver.
Maaaring gamitin ang SOA bilang isang simpleng logic gate sa mga WDM optical network.

Mga Limitasyon ng SOA Semiconductor optical amplifier
Ang SOA ay maaaring magbigay ng output optical power na hanggang sampu-sampung milliwatts (mW), na karaniwang sapat para sa single channel operation sa fiber optic communication links. Gayunpaman, ang mga WDM system ay maaaring mangailangan ng hanggang ilang mW ng power bawat channel.
2. Dahil sa pagkakabit ng mga input optical fiber papasok at palabas ng mga SOA integrated chip na kadalasang nagdudulot ng pagkawala ng signal, ang SOA ay dapat magbigay ng karagdagang optical gain upang mabawasan ang epekto ng pagkawalang ito sa mga aspeto ng input/output ng aktibong rehiyon.
Ang SOA ay lubos na sensitibo sa polarisasyon ng mga input optical signal.
4. Mas mataas ang antas ng ingay na nalilikha ng mga ito sa aktibong media kaysa sa mga fiber amplifier.
Kung maraming optical channel ang ia-amplify kung kinakailangan sa mga aplikasyon ng WDM, ang SOA ay magdudulot ng matinding crosstalk.