Wat is eenhalfgeleider optische versterker
Een optische halfgeleiderversterker is een type optische versterker dat gebruikmaakt van een halfgeleiderversterkingsmedium. Het is vergelijkbaar met een laserdiode, waarbij de spiegel aan de onderkant is vervangen door een semi-reflecterende coating. Het signaallicht wordt doorgelaten door een single-mode halfgeleidergolfgeleider. De transversale dimensie van de golfgeleider is 1-2 micrometer en de lengte is in de orde van 0,5-2 mm. De golfgeleidermodus overlapt aanzienlijk met het actieve (versterkings)gebied, dat door de stroom wordt gepompt. De geïnjecteerde stroom genereert een bepaalde ladingsdragerconcentratie in de geleidingsband, waardoor de optische overgang van de geleidingsband naar de valentieband mogelijk wordt. De piekversterking treedt op wanneer de fotonenergie iets groter is dan de bandgap-energie. Een SOA optische versterker wordt doorgaans gebruikt in telecommunicatiesystemen in de vorm van pigtails, met een operationele golflengte van ongeveer 1300 nm of 1500 nm, wat een versterking van ongeveer 30 dB oplevert.
DeSOA halfgeleider optische versterkeris een PN-junctie-apparaat met een spanningskwantumputstructuur. De externe voorwaartse voorspanning keert het aantal diëlektrische deeltjes om. Nadat het externe excitatielicht binnenkomt, wordt gestimuleerde straling gegenereerd, wat de versterking van optische signalen bewerkstelligt. Alle bovengenoemde drie energieoverdrachtsprocessen bestaan inSOA optische versterkerDe versterking van optische signalen is gebaseerd op gestimuleerde emissie. De processen van gestimuleerde absorptie en gestimuleerde emissie bestaan gelijktijdig. De gestimuleerde absorptie van het pomplicht kan worden gebruikt om het herstel van dragers te versnellen, en tegelijkertijd kan de elektrische pomp elektronen naar een hoog energieniveau (geleidingsband) sturen. Wanneer spontane straling wordt versterkt, zal dit versterkte spontane stralingsruis vormen. Een SOA optische versterker is gebaseerd op halfgeleiderchips.
Halfgeleiderchips bestaan uit samengestelde halfgeleiders, zoals GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP en InP/InAlGaAs, enz. Dit zijn ook de materialen voor de productie van halfgeleiderlasers. Het golfgeleiderontwerp van SOA is hetzelfde of vergelijkbaar met dat van lasers. Het verschil is dat lasers een resonantieholte rond het versterkingsmedium moeten vormen om de oscillatie van het optische signaal te genereren en te behouden. Het optische signaal wordt meerdere keren in de holte versterkt voordat het wordt uitgevoerd.SOA-versterker(Wat we hier bespreken, is beperkt tot de lopende-golfversterkers die in de meeste toepassingen worden gebruikt), licht hoeft slechts één keer door het versterkende medium te gaan en de terugreflectie is minimaal. De SOA-versterkerstructuur bestaat uit drie gebieden: gebied P, gebied I (actieve laag of knooppunt) en gebied N. De actieve laag bestaat meestal uit kwantumputten, die de foto-elektrische conversie-efficiëntie kunnen verbeteren en de drempelstroom kunnen verlagen.
Figuur 1 Vezellaser met geïntegreerde SOA voor het genereren van optische pulsen
Toegepast op kanaaloverdracht
SOA's worden doorgaans niet alleen toegepast voor versterking: ze kunnen ook worden gebruikt in glasvezelcommunicatie, toepassingen gebaseerd op niet-lineaire processen zoals verzadigingsversterking of kruisfasepolarisatie, die gebruikmaken van de variatie in de ladingsconcentratie in SOA-optische versterkers om variërende brekingsindices te verkrijgen. Deze effecten kunnen worden toegepast op kanaaloverdracht (golflengteconversie), modulatieformaatconversie, klokherstel, signaalregeneratie en patroonherkenning, enz. in golflengtemultiplexsystemen.
Met de vooruitgang in de technologie van opto-elektronische geïntegreerde schakelingen en de verlaging van de productiekosten zullen de toepassingsgebieden van SOA halfgeleider optische versterkers als basisversterkers, functionele optische apparaten en subsysteemcomponenten zich blijven uitbreiden.
Plaatsingstijd: 23 juni 2025