Optinen vahvistinsarja: Johdanto puolijohdeoptiseen vahvistimeen

Optinen vahvistinSarja: Johdanto puolijohteiden optiseen vahvistimeen

Puolijohdeoptinen vahvistin(SOA) on optinen vahvistin, joka perustuu puolijohdevahvistusvälineisiin. Se on olennaisesti kuin kuitu kytketty puolijohdelaserputki, päätypeili korvattu heijastavalla kalvolla; Kallistettuja aaltojohtoja voidaan käyttää vähentämään entisestään lopputulosten heijastavuutta. Signaalivalo siirretään yleensä puolijohteen yksimuotoisen aaltoputken kautta, sivuttaismitta on 1-2 μm ja pituus noin 0,5-2 mm. Aaltojohtotila on merkittävästi päällekkäin aktiivisen (monistus) -alueen kanssa, joka pumpataan virran avulla. Injektiovirta tuottaa tietyn kantolaitteen tiheyden johtamiskaistalla, mikä mahdollistaa optiset siirtymät johtamiskaistalta valenssikaistalle. Suurin voitto tapahtuu fotonienergioissa hieman kaistanlevyenergian yläpuolella.

Puolijohdeoptisen vahvistimen toimintaperiaate
Puolijohdeoptiset vahvistimet (SOA) vahvistavat tapahtuvat valonsignaalit stimuloidun päästöjen kautta, ja niiden mekanismi on sama kuin puolijohdelaserien.SOA -optinen vahvistinon vain puolijohdelaser ilman palautetta, ja sen ydin on saada optinen vahvistus kääntämällä hiukkasten lukumäärä, kun puolijohdeoptinen vahvistin on optisesti tai sähköisesti pumpattu.
TyypitSOA -puolijohdeoptinen vahvistin
SOA: n asiakasjärjestelmien roolin mukaan ne voidaan jakaa neljään luokkaan: Sarja, tehostin, SOA: n vaihtaminen ja esivahvistin.
1. Suora lisäys: korkeampi voitto, kohtalainen PSAT; Alempi NF ja alempi PDG, yleensä liittyy polarisaatioon riippumattomaan SOA ·
2. Tehostaja: korkeampi PSAT, pienempi vahvistus, yleensä riippuen polarisaatiosta;
3. Kytkin: korkeampi sukupuutto ja nopeampi nousu/lasku;
4. Pre -vahvistin: Soveltuu pidempiin voimansiirtoetäisyyksiin, alhaisempaan NF: hen ja suurempaan vahvistukseen.
SOA -puolijohdeoptisen vahvistimen edut
SOA: n kaistanleveyden tarjoama optinen vahvistus on suhteellisen riippumaton tapahtuman optisen signaalin aallonpituudesta.
Injektiovirta monistetun pumpun signaalina optisen pumppauksen sijasta.
Kompaktin koon vuoksi SOA voidaan integroida useisiin aaltojohtofotonisiin laitteisiin yhdellä tasomaisella substraatilla.
4. He käyttävät samaa tekniikkaa kuin diodilaserit.
SOA voi toimia 1300 nm: n ja 1550 nm: n viestinnän spektrikaistalla laajemmalla kaistanleveydellä (enintään 100 nm).
6. Ne voidaan konfiguroida ja integroida toimimaan esivahvistimina optisen vastaanottimen päässä.
SOA: ta voidaan käyttää yksinkertaisena logiikkaporttina WDM -optisissa verkoissa.

SOA -puolijohdeoptisen vahvistimen rajoitukset
SOA voi tarjota kymmenien Milliwattsin (MW) lähtöoptisen tehon, joka on tyypillisesti riittävä yhden kanavan toimintaan kuituoptisissa viestintälinkeissä. WDM -järjestelmät voivat kuitenkin vaatia jopa useita MW: tä tehoa kanavaa kohti.
2. Syöttöoptisten kuitujen kytkemisen vuoksi SOA -integroiduihin siruihin, jotka usein aiheuttavat signaalin menetystä, SOA: n on annettava ylimääräinen optinen voitto tämän menetyksen vaikutuksen minimoimiseksi aktiivisen alueen tulo-/lähtö -näkökohtiin.
SOA on erittäin herkkä syöttöoptisten signaalien polarisaatiolle.
4. Ne tuottavat korkeamman melutason aktiivisessa väliaineessa kuin kuituvahvistimet.
Jos useita optisia kanavia monistetaan tarvittaessa WDM -sovelluksissa, SOA aiheuttaa vakavan ylikuormituksen.