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 gain media. Ito ay mahalagang tulad ng isang fiber coupled semiconductor laser tube, na ang dulo mirror ay pinalitan ng isang anti reflective film; Ang mga tilted waveguides ay maaaring gamitin upang higit pang bawasan ang end reflectivity. Ang signal light ay karaniwang ipinapadala sa pamamagitan ng isang semiconductor single-mode waveguide, na may lateral na dimensyon na 1-2 μm at may haba na humigit-kumulang 0.5-2mm. Ang waveguide mode ay makabuluhang nagsasapawan sa aktibong (amplification) na rehiyon, na binobomba ng kasalukuyang. Ang pag-inject ng current ay bumubuo ng isang partikular na density ng carrier sa conduction band, na nagbibigay-daan para sa optical transition mula sa conduction band patungo sa valence band. Ang pinakamataas na pakinabang ay nangyayari sa photon energies na bahagyang mas mataas sa bandgap energy.

Prinsipyo ng pagtatrabaho ng semiconductor optical amplifier
Semiconductor optical amplifier(SOA) palakasin ang mga signal ng liwanag ng insidente sa pamamagitan ng stimulated emission, at ang mekanismo ng mga ito ay kapareho ng sa mga semiconductor laser.SOA optical amplifieray isang semiconductor laser lamang na walang feedback, at ang pangunahing nito ay upang makakuha ng optical gain sa pamamagitan ng pag-reverse ng bilang ng mga particle kapag ang semiconductor optical amplifier ay optically o electrically pumped.
Mga uri ngSOA Semiconductor optical amplifier
Ayon sa papel na ginagampanan ng SOA sa mga customer system, maaari silang nahahati sa apat na kategorya: serial, booster, switching SOA, at preamplifier.
1. Direktang pagpasok: mas mataas na pakinabang, katamtamang Psat; Lower NF at lower PDG, kadalasang nauugnay sa polarization independent SOA·
2. Enhancer: Mas mataas na Psat, mas mababang pakinabang, kadalasang nakadepende sa polariseysyon;
3. Switch: mas mataas na extinction ratio at mas mabilis na pagtaas/pagbagsak ng oras;
4. Pre amplifier: angkop para sa mas mahabang distansya ng transmission, mas mababang NF, at mas mataas na gain.
Mga kalamangan ng SOA Semiconductor optical amplifier
Ang optical gain na ibinigay ng SOA sa loob ng bandwidth ay medyo independiyente sa wavelength ng insidente na optical signal.
Mag-inject ng current bilang amplified pump signal, sa halip na optical pumping.
Dahil sa compact size nito, maaaring isama ang SOA sa maraming waveguide photonic device sa isang planar substrate.
4. Ginagamit nila ang parehong teknolohiya bilang diode lasers.
Ang SOA ay maaaring gumana sa mga spektral na banda ng komunikasyon na 1300 nm at 1550 nm, na may mas malawak na bandwidth (hanggang 100 nm).
6. Maaari silang i-configure at isama upang magsilbi bilang mga preamplifier sa dulo ng optical receiver.
Ang SOA ay maaaring gamitin bilang isang simpleng logic gate sa 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 solong pagpapatakbo ng channel sa fiber optic na mga link ng komunikasyon. Gayunpaman, ang mga WDM system ay maaaring mangailangan ng hanggang ilang mW ng power bawat channel.
2. Dahil sa pagkakabit ng input optical fibers sa loob at labas ng SOA integrated chips na kadalasang nagiging sanhi ng pagkawala ng signal, ang SOA ay dapat magbigay ng karagdagang optical gain upang mabawasan ang epekto ng pagkawalang ito sa input/output na aspeto ng aktibong rehiyon.
Ang SOA ay lubos na sensitibo sa polariseysyon ng input optical signal.
4. Gumagawa sila ng mas mataas na antas ng ingay sa aktibong media kaysa sa mga fiber amplifier.
Kung maraming optical channel ang pinalaki kung kinakailangan sa mga WDM application, ang SOA ay magdudulot ng matinding crosstalk.