Serie de amplificadores ópticos: introducción al amplificador óptico de semiconductores

Amplificador ópticoSerie: Introducción al amplificador óptico de semiconductores

Amplificador óptico de semiconductores(SOA) es un amplificador óptico basado en medios de ganancia de semiconductores. Es esencialmente como un tubo láser semiconductor acoplado a fibra, con el espejo final reemplazado por una película anti reflectante; Las guías de onda inclinadas se pueden usar para reducir aún más la reflectividad final. La luz de la señal generalmente se transmite a través de una guía de onda de modo único semiconductor, con una dimensión lateral de 1-2 μ my una longitud de aproximadamente 0.5-2 mm. El modo de guía de onda se superpone significativamente con la región activa (amplificación), que se bombea por corriente. La corriente de inyección genera una cierta densidad del portador en la banda de conducción, lo que permite transiciones ópticas de la banda de conducción a la banda de valencia. La ganancia máxima ocurre en las energías de fotones ligeramente por encima de la energía de banda.

Principio de trabajo del amplificador óptico de semiconductores
Amiconductores Amplificadores ópticos (SOA) Amplifique señales de luz incidente a través de una emisión estimulada, y su mecanismo es el mismo que el de los láseres de semiconductores.Amplificador óptico SOAes solo un láser semiconductor sin retroalimentación, y su núcleo es obtener ganancia óptica invirtiendo el número de partículas cuando el amplificador óptico semiconductor se bombea óptica o eléctricamente.
Tipos deSOA Semiconductor Amplificador óptico
Según el papel desempeñado por SOA en los sistemas de clientes, se pueden dividir en cuatro categorías: serie, refuerzo, cambio SOA y preamplificador.
1. Inserción directa: mayor ganancia, PSAT moderado; NF más bajo y PDG más bajo, generalmente asociado con SOA · independiente de polarización
2. Potenciador: PSAT más alta, menor ganancia, generalmente dependiente de la polarización;
3. Cambio: relación de extinción más alta y tiempo de aumento/caída más rápido;
4. Precromplificador: adecuado para distancias de transmisión más largas, NF más baja y mayor ganancia.
Ventajas del amplificador óptico SOA Semiconductor
La ganancia óptica proporcionada por SOA dentro del ancho de banda es relativamente independiente de la longitud de onda de la señal óptica del incidente.
Inyectar corriente como una señal de bomba amplificada, en lugar de bombeo óptico.
Debido a su tamaño compacto, SOA se puede integrar con múltiples dispositivos fotónicos de guía de onda en un solo sustrato plano.
4. Utilizan la misma tecnología que los láseres de diodos.
SOA puede operar en las bandas espectrales de comunicación de 1300 nm y 1550 nm, con un ancho de banda más amplio (hasta 100 nm).
6. Se pueden configurar e integrarse para servir como preamplificadores en el extremo del receptor óptico.
SOA se puede usar como una puerta lógica simple en las redes ópticas WDM.

Limitaciones del amplificador óptico SOA Semiconductor
SOA puede proporcionar potencia óptica de salida de hasta decenas de miliwatts (MW), que generalmente es suficiente para la operación de un solo canal en los enlaces de comunicación de fibra óptica. Sin embargo, los sistemas WDM pueden requerir hasta varios MW de potencia por canal.
2. Debido al acoplamiento de fibras ópticas de entrada dentro y fuera de los chips integrados SOA que a menudo causan pérdida de señal, SOA debe proporcionar una ganancia óptica adicional para minimizar el impacto de esta pérdida en los aspectos de entrada/salida de la región activa.
SOA es altamente sensible a la polarización de las señales ópticas de entrada.
4. Generan niveles más altos de ruido en medios activos que los amplificadores de fibra.
Si se amplifican múltiples canales ópticos según sea necesario en las aplicaciones WDM, SOA causará diafonía severa.