Ano ang asemiconductor optical amplifier
Ang semiconductor optical amplifier ay isang uri ng optical amplifier na gumagamit ng semiconductor gain medium. Ito ay katulad ng isang laser diode, kung saan ang salamin sa ibabang dulo ay pinalitan ng isang semi-reflective coating. Ang signal light ay ipinapadala sa pamamagitan ng isang semiconductor single-mode waveguide. Ang transverse dimension ng waveguide ay 1-2 micrometers at ang haba nito ay nasa order na 0.5-2mm. Ang waveguide mode ay may makabuluhang overlap sa aktibong (amplification) na rehiyon, na nabomba ng agos. Ang injected current ay bumubuo ng isang tiyak na konsentrasyon ng carrier sa conduction band, na nagpapahintulot sa optical transition ng conduction band sa valence band. Ang peak gain ay nangyayari kapag ang photon energy ay bahagyang mas malaki kaysa sa bandgap energy. Ang SOA optical amplifier ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng telekomunikasyon sa anyo ng mga pigtail, na may operating wavelength sa paligid ng 1300nm o 1500nm, na nagbibigay ng humigit-kumulang 30dB ng pakinabang.
AngSOA semiconductor optical amplifieray isang PN junction device na may strain quantum well structure. Ang panlabas na pasulong na bias ay binabaligtad ang bilang ng mga dielectric na particle. Matapos pumasok ang panlabas na ilaw ng paggulo, ang stimulated radiation ay nabuo, na nakakamit ang amplification ng optical signal. Ang lahat ng nasa itaas na tatlong proseso ng paglipat ng enerhiya ay umiiral saSOA optical amplifier. Ang amplification ng optical signal ay batay sa stimulated emission. Ang stimulated absorption at stimulated emission process ay umiiral nang sabay-sabay. Ang stimulated absorption ng pump light ay maaaring magamit upang mapabilis ang pagbawi ng mga carrier, at sa parehong oras, ang electric pump ay maaaring magpadala ng mga electron sa isang mataas na antas ng enerhiya (conduction band). Kapag pinalakas ang spontaneous radiation, bubuo ito ng amplified spontaneous radiation noise. Ang SOA optical amplifier ay batay sa mga semiconductor chips.
Ang mga semiconductor chip ay binubuo ng mga compound semiconductors, tulad ng GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP at InP/InAlGaAs, atbp. Ito rin ang mga materyales para sa paggawa ng mga semiconductor laser. Ang disenyo ng waveguide ng SOA ay kapareho o katulad ng sa mga laser. Ang pagkakaiba ay nakasalalay sa mga laser na kailangang bumuo ng isang resonant na lukab sa paligid ng gain medium upang makabuo at mapanatili ang oscillation ng optical signal. Ang optical signal ay lalakas ng maraming beses sa cavity bago maging output. Saamplifier ng SOA(ang tinatalakay natin dito ay limitado sa mga naglalakbay na wave amplifier na ginagamit sa karamihan ng mga application), kailangan lang dumaan ang ilaw sa gain medium nang isang beses, at ang backward reflection ay minimal. Ang istraktura ng SOA amplifier ay binubuo ng tatlong lugar: Area P, Area I (aktibong layer o node), at Area N. Ang aktibong layer ay karaniwang binubuo ng quantum Wells, na maaaring mapabuti ang photoelectric conversion efficiency at bawasan ang threshold current.
Figure 1 Fiber laser na may pinagsamang SOA para sa pagbuo ng mga optical pulse
Inilapat sa paglilipat ng channel
Ang mga SOA ay kadalasang hindi lamang inilalapat sa amplification: maaari din itong gamitin sa larangan ng optical fiber communication, mga aplikasyon batay sa mga nonlinear na proseso tulad ng saturation gain o cross-phase polarization, na ginagamit ang pagkakaiba-iba ng carrier concentration sa SOA optical amplifier upang makakuha ng iba't ibang refractive index. Ang mga epektong ito ay maaaring ilapat sa paglilipat ng channel (pag-convert ng haba ng daluyong), pag-convert ng format ng modulasyon, pagbawi ng orasan, pagbabagong-buhay ng signal at pagkilala ng pattern, atbp. sa mga wavelength division multiplexing system.
Sa pagsulong ng optoelectronic integrated circuit na teknolohiya at ang pagbabawas ng mga gastos sa pagmamanupaktura, ang mga larangan ng aplikasyon ng SOA semiconductor optical amplifier bilang mga pangunahing amplifier, functional optical device at subsystem na mga bahagi ay patuloy na lalawak.
Oras ng post: Hun-23-2025