Sê -ri khuếch đại quang học: Giới thiệu về bộ khuếch đại quang học bán dẫn

Bộ khuếch đại quang họcSê -ri: Giới thiệu về bộ khuếch đại quang học bán dẫn

Bộ khuếch đại quang học bán dẫn(SOA) là một bộ khuếch đại quang học dựa trên phương tiện thu thập bán dẫn. Nó về cơ bản giống như một ống laser bán dẫn kết hợp sợi, với gương kết thúc được thay thế bằng một màng chống phản chiếu; Các ống dẫn sóng nghiêng có thể được sử dụng để giảm thêm độ phản xạ cuối cùng. Ánh sáng tín hiệu thường được truyền qua ống dẫn sóng đơn chế độ bán dẫn, với kích thước bên 1-2 m và chiều dài khoảng 0,5-2mm. Chế độ ống dẫn sóng chồng lên đáng kể với vùng hoạt động (khuếch đại), được bơm theo dòng điện. Tiêm dòng điện tạo ra mật độ sóng mang nhất định trong dải dẫn, cho phép chuyển đổi quang từ dải dẫn sang dải hóa trị. Mức tăng tối đa xảy ra ở năng lượng photon hơi cao hơn năng lượng bandgap.

Nguyên tắc làm việc của bộ khuếch đại quang học bán dẫn
Bộ khuếch đại quang học bán dẫn (SOA) khuếch đại các tín hiệu ánh sáng sự cố thông qua phát xạ được kích thích và cơ chế của chúng giống như các laser bán dẫn.Bộ khuếch đại quang học SOAchỉ là một laser bán dẫn mà không có phản hồi, và lõi của nó là thu được mức tăng quang học bằng cách đảo ngược số lượng các hạt khi bộ khuếch đại quang học bán dẫn được bơm bằng quang học hoặc điện.
Các loạiBộ khuếch đại quang học bán dẫn SOA
Theo vai trò của SOA trong các hệ thống khách hàng, chúng có thể được chia thành bốn loại: nối tiếp, tăng cường, chuyển đổi SOA và tiền khuếch đại.
1. Chèn trực tiếp: mức tăng cao hơn, psat vừa phải; NF thấp hơn và PDG thấp hơn, thường được liên kết với SOA độc lập phân cực ·
2. Chất tăng cường: PSAT cao hơn, mức tăng thấp hơn, thường phụ thuộc vào sự phân cực;
3. Chuyển đổi: Tỷ lệ tuyệt chủng cao hơn và thời gian tăng/giảm nhanh hơn;
4. Bộ khuếch đại trước: Thích hợp cho khoảng cách truyền dài hơn, NF thấp hơn và mức tăng cao hơn.
Ưu điểm của bộ khuếch đại quang học bán dẫn SOA
Mức tăng quang học được cung cấp bởi SOA trong băng thông tương đối độc lập với bước sóng của tín hiệu quang tới.
Tiêm dòng điện dưới dạng tín hiệu bơm khuếch đại, thay vì bơm quang.
Do kích thước nhỏ gọn của nó, SOA có thể được tích hợp với nhiều thiết bị quang dẫn sóng trên một đế phẳng duy nhất.
4. Họ sử dụng công nghệ tương tự như laser diode.
SOA có thể hoạt động trong các dải phổ giao tiếp là 1300nm và 1550nm, với băng thông rộng hơn (lên đến 100nm).
6. Chúng có thể được cấu hình và tích hợp để đóng vai trò tiền khuếch đại ở đầu thu quang.
SOA có thể được sử dụng như một cổng logic đơn giản trong các mạng quang WDM.

Hạn chế của bộ khuếch đại quang học bán dẫn SOA
SOA có thể cung cấp công suất quang đầu ra lên tới hàng chục milliwatts (MW), thường đủ cho hoạt động kênh đơn trong các liên kết truyền thông sợi quang. Tuy nhiên, các hệ thống WDM có thể yêu cầu lên tới một vài MW công suất trên mỗi kênh.
2. Do sự kết hợp của các sợi quang đầu vào vào và ra khỏi các chip tích hợp SOA thường gây mất tín hiệu, SOA phải cung cấp mức tăng quang học bổ sung để giảm thiểu tác động của tổn thất này đối với các khía cạnh đầu vào/đầu ra của vùng hoạt động.
SOA rất nhạy cảm với sự phân cực của các tín hiệu quang đầu vào.
4. Chúng tạo ra mức độ nhiễu cao hơn trong môi trường hoạt động so với bộ khuếch đại sợi.
Nếu nhiều kênh quang được khuếch đại khi cần thiết trong các ứng dụng WDM, SOA sẽ gây nhiễu xuyên âm nghiêm trọng.