Hoe gaathalfgeleider optische versterkerversterking bereiken?
Na de komst van het tijdperk van optische vezelcommunicatie met grote capaciteit heeft de optische versterkingstechnologie zich snel ontwikkeld.Optische versterkersAmplificeer input optische signalen op basis van gestimuleerde straling of gestimuleerde verstrooiing. Volgens het werkprincipe kunnen optische versterkers worden onderverdeeld in optische versterkers van halfgeleider (Soa) Enoptische vezelversterkers. Onder hen,halfgeleider optische versterkersworden veel gebruikt in optische communicatie op grond van de voordelen van brede versterkingsband, goede integratie en breed golflengtebereik. Ze zijn samengesteld uit actieve en passieve regio's en het actieve gebied is het versterkingsgebied. Wanneer het lichtsignaal door het actieve gebied gaat, zorgt het ervoor dat de elektronen energie verliezen en terugkeren naar de grondtoestand in de vorm van fotonen, die dezelfde golflengte hebben als het lichtsignaal, waardoor het lichtsignaal wordt versterkt. De optische versterker van de halfgeleider zet de halfgeleiderdrager om in het omgekeerde deeltje door de rijstroom, versterkt de geïnjecteerde zaadlichtamplitude en behoudt de basisfysische kenmerken van het geïnjecteerde zaadlicht zoals polarisatie, lijnbreedte en frequentie. Met de toename van de werkstroom neemt het optische uitgangsvermogen ook toe in een bepaalde functionele relatie.
Maar deze groei is niet zonder limieten, omdat optische versterkers van halfgeleider een versterkingsverzadigingsfenomeen hebben. Het fenomeen laat zien dat wanneer het optische vermogen van de ingang constant is, de versterking toeneemt met de toename van de geïnjecteerde dragerconcentratie, maar wanneer de geïnjecteerde dragerconcentratie te groot is, zal de versterking verzadigen of zelfs afnemen. Wanneer de concentratie van de geïnjecteerde drager constant is, neemt het uitgangsvermogen toe met de toename van het ingangsvermogen, maar wanneer het optische vermogen van de ingang te groot is, is de dragersnelheid veroorzaakt door geëxciteerde straling te groot, wat resulteert in versterkingsverzadiging of daling. De reden voor het versterkingsverzadigingsfenomeen is de interactie tussen elektronen en fotonen in het actieve gebiedsmateriaal. Of de fotonen gegenereerd in het versterkingsmedium of de externe fotonen, de snelheid waarmee de gestimuleerde straling de dragers verbruikt, is gerelateerd aan de snelheid waarmee de dragers zich aanvullen tot het overeenkomstige energieniveau in de tijd. Naast de gestimuleerde straling verandert de dragersnelheid die wordt verbruikt door andere factoren ook, wat een negatieve invloed heeft op de versterkingsverzadiging.
Aangezien de belangrijkste functie van optische versterkers van halfgeleiders lineaire versterking is, voornamelijk om amplificatie te bereiken, kan het worden gebruikt als stroomversterkers, lijnversterkers en voorversterkers in communicatiesystemen. Aan het uiteinde uiteinde wordt de optische versterker van het halfgeleider gebruikt als een stroomversterker om het uitgangsvermogen aan het uitzenduiteinde van het systeem te verbeteren, wat de relaisafstand van de systeemstam aanzienlijk kan vergroten. In de transmissielijn kan de optische versterker van het halfgeleider worden gebruikt als een lineaire relaisversterker, zodat de afstand van de transmissie -regeneratieve relais opnieuw kan worden verlengd door sprongen en grenzen. Aan de ontvangende kant kan de optische versterker van het halfgeleider worden gebruikt als een voorversterker, die de gevoeligheid van de ontvanger aanzienlijk kan verbeteren. De versterkingsverzadigingskenmerken van optische versterkers van halfgeleiders zullen ervoor zorgen dat de versterking per bit gerelateerd is aan de vorige bitsequentie. Het patrooneffect tussen kleine kanalen kan ook cross-gain modulatie-effect worden genoemd. Deze techniek maakt gebruik van het statistische gemiddelde van cross-gain modulatie-effect tussen meerdere kanalen en introduceert een continue golf van een gemiddelde intensiteit in het proces om de balk te behouden, waardoor de totale versterking van de versterker wordt samengesteld. Vervolgens wordt het cross-gain modulatie-effect tussen kanalen verminderd.
Semiconductor optische versterkers hebben een eenvoudige structuur, eenvoudige integratie en kunnen optische signalen van verschillende golflengten versterken en worden veel gebruikt bij de integratie van verschillende soorten lasers. Op dit moment blijft de laserintegratietechnologie op basis van optische versterkers van halfgeleider volwassen worden, maar er moeten nog inspanningen worden gedaan in de volgende drie aspecten. Een daarvan is om het koppelingsverlies met de optische vezel te verminderen. Het grootste probleem van de optische versterker van de halfgeleider is dat het koppelingsverlies met de vezel groot is. Om de koppelingsefficiëntie te verbeteren, kan een lens worden toegevoegd aan het koppelingssysteem om het reflectieverlies te minimaliseren, de symmetrie van de balk te verbeteren en een hoog rendementskoppeling te bereiken. De tweede is om de polarisatiegevoeligheid van optische versterkers van halfgeleider te verminderen. De polarisatiekarakteristiek verwijst voornamelijk naar de polarisatiegevoeligheid van het invallende licht. Als de optische versterker van de halfgeleider niet speciaal wordt verwerkt, wordt de effectieve bandbreedte van de winst verminderd. Kwantumputstructuur kan de stabiliteit van optische versterkers van halfgeleider effectief verbeteren. Het is mogelijk om een eenvoudige en superieure kwantumputstructuur te bestuderen om de polarisatiegevoeligheid van optische versterkers van halfgeleider te verminderen. De derde is de optimalisatie van het geïntegreerde proces. Op dit moment is de integratie van optische versterkers en lasers van halfgeleider te ingewikkeld en omslachtig in technische verwerking, wat resulteert in een groot verlies in optische signaaloverdracht en verlies van apparaten en de kosten zijn te hoog. Daarom moeten we proberen de structuur van geïntegreerde apparaten te optimaliseren en de precisie van apparaten te verbeteren.
In optische communicatietechnologie is optische amplificatietechnologie een van de ondersteunende technologieën en ontwikkelt de optische versterkertechnologie van de halfgeleider zich snel. Momenteel zijn de prestaties van optische versterkers van halfgeleider sterk verbeterd, vooral bij de ontwikkeling van optische technologieën voor nieuwe generatie, zoals multiplexing van de golflengte of optische schakelmodi. Met de ontwikkeling van de informatie -industrie zal de optische versterkingstechnologie die geschikt is voor verschillende banden en verschillende toepassingen worden geïntroduceerd, en de ontwikkeling en het onderzoek van nieuwe technologieën zullen onvermijdelijk de optische versterkertechnologie van de halfgeleider laten ontwikkelen en kunnen ontwikkelen.
Posttijd: februari-25-2025