Optische versterkerserie: Inleiding tot halfgeleideroptische versterker
Halfgeleider optische versterker(SOA) is een optische versterker gebaseerd op halfgeleiderversterkingsmedia. Het is in wezen vergelijkbaar met een met vezels gekoppelde halfgeleiderlaserbuis, waarbij de eindspiegel is vervangen door een antireflectiefilm; gekantelde golfgeleiders kunnen worden gebruikt om de eindreflectie verder te verminderen. Signaallicht wordt gewoonlijk door een single-mode halfgeleidergolfgeleider geleid, met een laterale dimensie van 1-2 μm en een lengte van ongeveer 0,5-2 mm. De golfgeleidermodus overlapt aanzienlijk met het actieve (versterkings)gebied, dat door stroom wordt gepompt. Het injecteren van stroom genereert een bepaalde ladingsdichtheid in de geleidingsband, waardoor optische overgangen van de geleidingsband naar de valentieband mogelijk zijn. De maximale versterking treedt op bij fotonenergieën die iets boven de bandgap-energie liggen.
Werkingsprincipe van een optische halfgeleiderversterker
Halfgeleider optische versterkersSOA) versterken invallende lichtsignalen door gestimuleerde emissie. Hun mechanisme is hetzelfde als dat van halfgeleiderlasers.SOA optische versterkeris gewoon een halfgeleiderlaser zonder terugkoppeling. De kern ervan is het verkrijgen van optische winst door het omkeren van het aantal deeltjes wanneer de optische halfgeleiderversterker optisch of elektrisch wordt gepompt.
SoortenSOA Semiconductor optische versterker
Afhankelijk van de rol die SOA speelt in de systemen van klanten, kunnen ze worden onderverdeeld in vier categorieën: serieel, booster, schakelende SOA en voorversterker.
1. Directe insertie: hogere versterking, matige Psat; lagere NF en lagere PDG, meestal geassocieerd met polarisatie-onafhankelijke SOA·
2. Enhancer: Hogere Psat, lagere versterking, meestal afhankelijk van polarisatie;
3. Schakelaar: hogere uitdovingsverhouding en snellere opkomst/ondergang tijd;
4. Voorversterker: geschikt voor langere transmissieafstanden, lagere NF en hogere versterking.
Voordelen van SOA Semiconductor optische versterker
De optische versterking die SOA binnen de bandbreedte biedt, is relatief onafhankelijk van de golflengte van het invallende optische signaal.
Injecteer stroom als een versterkt pompsignaal, in plaats van optisch pompen.
Dankzij het compacte formaat kan SOA worden geïntegreerd met meerdere golfgeleiderfotonische apparaten op één vlak substraat.
4. Ze gebruiken dezelfde technologie als diodelasers.
SOA kan werken in de communicatiespectraalbanden van 1300 nm en 1550 nm, met een bredere bandbreedte (tot 100 nm).
6. Ze kunnen worden geconfigureerd en geïntegreerd om te dienen als voorversterkers aan de optische ontvangerzijde.
SOA kan worden gebruikt als een eenvoudige logische poort in optische WDM-netwerken.
Beperkingen van SOA Semiconductor optische versterker
SOA kan een optisch uitgangsvermogen tot tientallen milliwatt (mW) leveren, wat doorgaans voldoende is voor gebruik met één kanaal in glasvezelverbindingen. WDM-systemen kunnen echter tot enkele mW's per kanaal nodig hebben.
2. Omdat de koppeling van optische invoervezels in en uit SOA-geïntegreerde chips vaak signaalverlies veroorzaakt, moet SOA extra optische versterking bieden om de impact van dit verlies op de invoer-/uitvoeraspecten van het actieve gebied te minimaliseren.
SOA is zeer gevoelig voor de polarisatie van optische invoersignalen.
4. Ze genereren hogere ruisniveaus in actieve media dan glasvezelversterkers.
Als in WDM-toepassingen meerdere optische kanalen naar behoefte worden versterkt, zal SOA ernstige overspraak veroorzaken.
Plaatsingstijd: 24-02-2025