amplificador ópticoSerie: Introducción al amplificador óptico de semiconductores
Amplificador óptico semiconductorEl amplificador óptico de semiconductor (SOA) es un amplificador óptico basado en medios de ganancia semiconductores. Es esencialmente como un tubo láser semiconductor acoplado a fibra, con el espejo final reemplazado por una película antirreflectante; se pueden usar guías de onda inclinadas para reducir aún más la reflectividad final. La luz de señal generalmente se transmite a través de una guía de onda semiconductora monomodo, con una dimensión lateral de 1-2 μm y una longitud de aproximadamente 0,5-2 mm. El modo de la guía de onda se superpone significativamente con la región activa (de amplificación), que es bombeada por corriente. La inyección de corriente genera una cierta densidad de portadores en la banda de conducción, lo que permite transiciones ópticas de la banda de conducción a la banda de valencia. La ganancia máxima se produce con energías de fotones ligeramente superiores a la energía de la banda prohibida.
Principio de funcionamiento del amplificador óptico semiconductor
Amplificadores ópticos semiconductores (SOA) amplifican las señales de luz incidentes mediante emisión estimulada, y su mecanismo es el mismo que el de los láseres semiconductores.amplificador óptico SOASe trata simplemente de un láser semiconductor sin retroalimentación, y su función principal es obtener ganancia óptica invirtiendo el número de partículas cuando el amplificador óptico semiconductor se bombea óptica o eléctricamente.
Tipos deAmplificador óptico de semiconductor SOA
Según la función que desempeña la arquitectura orientada a servicios (SOA) en los sistemas de los clientes, se puede dividir en cuatro categorías: SOA serial, de refuerzo, SOA conmutada y preamplificador.
1. Inserción directa: mayor ganancia, Psat moderada; NF y PDG más bajos, generalmente asociados con SOA independiente de la polarización.
2. Potenciador: Mayor Psat, menor ganancia, generalmente dependiente de la polarización;
3. Conmutación: mayor índice de extinción y tiempo de subida/bajada más rápido;
4. Preamplificador: adecuado para distancias de transmisión más largas, menor factor de ruido y mayor ganancia.
Ventajas del amplificador óptico semiconductor SOA
La ganancia óptica proporcionada por el SOA dentro del ancho de banda es relativamente independiente de la longitud de onda de la señal óptica incidente.
Inyectar corriente como una señal de bombeo amplificada, en lugar de mediante bombeo óptico.
Debido a su tamaño compacto, el SOA se puede integrar con múltiples dispositivos fotónicos de guía de ondas en un único sustrato plano.
4. Utilizan la misma tecnología que los láseres de diodo.
Los SOA pueden 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 integrar para que funcionen como preamplificadores en el extremo del receptor óptico.
El SOA se puede utilizar como una puerta lógica simple en redes ópticas WDM.
Limitaciones del amplificador óptico semiconductor SOA
Los amplificadores ópticos semiconductores (SOA) pueden proporcionar una potencia óptica de salida de hasta decenas de milivatios (mW), lo cual suele ser suficiente para el funcionamiento de un solo canal en enlaces de comunicación por fibra óptica. Sin embargo, los sistemas WDM pueden requerir hasta varios mW de potencia por canal.
2. Debido a que el acoplamiento de las fibras ópticas de entrada y salida de los chips integrados SOA suele provocar pérdida de señal, el SOA debe proporcionar una ganancia óptica adicional para minimizar el impacto de esta pérdida en los aspectos de entrada/salida de la región activa.
El SOA es altamente sensible a la polarización de las señales ópticas de entrada.
4. Generan niveles de ruido más elevados en medios activos que los amplificadores de fibra.
Si en las aplicaciones WDM se amplifican varios canales ópticos según sea necesario, el SOA provocará una diafonía severa.
Fecha de publicación: 24 de febrero de 2025