Serie de amplificadores ópticos: Introdución ao amplificador óptico de semiconductor

Amplificador ópticoSerie: Introdución ao amplificador óptico de semiconductor

Amplificador óptico de semiconductor(SOA) é un amplificador óptico baseado en medios de ganancia de semiconductores. É esencialmente como un tubo láser semiconductor acoplado de fibra, co espello final substituído por unha película anti -reflexiva; As guías de onda inclinadas pódense usar para reducir aínda máis a reflectividade final. A luz do sinal normalmente transmítese a través dunha guía de onda dun modo único semiconductor, cunha dimensión lateral de 1-2 μ m e unha lonxitude de aproximadamente 0,5-2 mm. O modo de guía de onda se solapa significativamente coa rexión activa (amplificación), que é bombeada pola corrente. A corrente inxectada xera unha certa densidade de portador na banda de condución, permitindo transicións ópticas da banda de condución á banda de valencia. A ganancia máxima prodúcese en enerxías de fotóns lixeiramente por encima da enerxía de banda.

Principio de traballo do amplificador óptico de semiconductores
Amplificadores ópticos de semiconductor (Soa) amplificar os sinais de luz incidentes mediante emisión estimulada e o seu mecanismo é o mesmo que o dos láseres semicondutores.Amplificador óptico SOAé só un láser semiconductor sen retroalimentación, e o seu núcleo é obter unha ganancia óptica invertendo o número de partículas cando o amplificador óptico de semiconductor está bombeado ópticamente ou eléctricamente.
Tipos deAmplificador óptico de semiconductor SOA
Segundo o papel que desempeña SOA nos sistemas de clientes, pódense dividir en catro categorías: serial, reforzador, cambio SOA e preamplificador.
1. Inserción directa: maior ganancia, PSAT moderado; NF inferior e PDG inferior, normalmente asociados á polarización SOA independente ·
2. Enhancer: PSAT superior, menor ganancia, normalmente dependente da polarización;
3. Interruptor: maior relación de extinción e aumento/tempo de caída máis rápido;
4. Pre -amplificador: adecuado para distancias de transmisión máis longas, NF inferior e maior ganancia.
Vantaxes do amplificador óptico de semiconductor SOA
A ganancia óptica proporcionada por SOA dentro do ancho de banda é relativamente independente da lonxitude de onda do sinal óptico incidente.
Inxectar corrente como sinal de bomba amplificada, en lugar de bombeo óptico.
Debido ao seu tamaño compacto, SOA pódese integrar con varios dispositivos fotónicos de guía de ondas nun único substrato plano.
4. Utilizan a mesma tecnoloxía que os láseres de diodos.
SOA pode operar nas bandas espectrais de comunicación de 1300 nm e 1550 nm, cun ancho de banda máis amplo (ata 100 nm).
6. Pódense configurar e integrar para servir como preamplificadores no extremo do receptor óptico.
SOA pode usarse como unha porta lóxica sinxela nas redes ópticas WDM.

Limitacións do amplificador óptico de semiconductor SOA
SOA pode proporcionar potencia óptica de saída de ata decenas de miliwatts (MW), que normalmente é suficiente para o funcionamento dunha única canle en enlaces de comunicación de fibra óptica. Non obstante, os sistemas WDM poden requirir ata varios MW de potencia por canle.
2. Debido ao acoplamiento de fibras ópticas de entrada dentro e fóra dos chips integrados SOA que a miúdo causan perda de sinal, SOA debe proporcionar unha ganancia óptica adicional para minimizar o impacto desta perda nos aspectos de entrada/saída da rexión activa.
SOA é altamente sensible á polarización de sinais ópticos de entrada.
4. Xeran maiores niveis de ruído nos medios activos que os amplificadores de fibras.
Se varias canles ópticas se amplifican como é necesario nas aplicacións WDM, SOA provocará un cruzamento grave.