เครื่องขยายแสงแบบออพติคอล: บทนำสู่แอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์

เครื่องขยายแสงซีรีส์: บทนำสู่แอมป์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์

แอมป์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์(SOA) เป็นแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลที่อิงจากสื่อเกนเซมิคอนดักเตอร์ มันเป็นเหมือนหลอดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์คู่ใยโดยมีกระจกปลายแทนที่ด้วยฟิล์มต่อต้านการสะท้อนแสง; ท่อนำคลื่นที่เอียงสามารถใช้เพื่อลดการสะท้อนแสงสิ้นสุด ไฟสัญญาณมักจะส่งผ่านท่อนำคลื่นเดี่ยวเซมิคอนดักเตอร์ด้วยมิติด้านข้าง 1-2 μ m และความยาวประมาณ 0.5-2 มม. โหมดท่อนำคลื่นซ้อนทับอย่างมีนัยสำคัญกับภูมิภาคที่ใช้งาน (การขยาย) ซึ่งถูกปั๊มโดยกระแสไฟฟ้า การฉีดกระแสสร้างความหนาแน่นของผู้ให้บริการบางอย่างในแถบการนำไฟฟ้าช่วยให้การเปลี่ยนแสงจากแถบการนำไปยังวงเวลเลนส์ อัตราขยายสูงสุดเกิดขึ้นที่พลังงานโฟตอนเหนือพลังงาน bandgap เล็กน้อย

หลักการทำงานของเครื่องขยายแสงเซมิคอนดักเตอร์
แอมป์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ (soa) ขยายสัญญาณแสงของเหตุการณ์ผ่านการปล่อยก๊าซที่ถูกกระตุ้นและกลไกของพวกเขาก็เหมือนกับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เครื่องขยายแสง SOAเป็นเพียงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีข้อเสนอแนะและแกนกลางของมันคือการได้รับออปติคัลโดยการย้อนกลับจำนวนอนุภาคเมื่อแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ถูกสูบด้วยแสงหรือไฟฟ้า
ประเภทของแอมป์ SOA Semiconductor
ตามบทบาทที่เล่นโดย SOA ในระบบลูกค้าพวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสี่หมวดหมู่: อนุกรม, บูสเตอร์, การสลับ SOA และ preamplifier
1. การแทรกโดยตรง: กำไรที่สูงขึ้น, PSAT ปานกลาง; NF ที่ต่ำกว่าและ PDG ที่ต่ำกว่ามักจะเกี่ยวข้องกับโพลาไรเซชันอิสระ SOA ·
2. เพิ่มประสิทธิภาพ: PSAT ที่สูงขึ้นกำไรที่ต่ำกว่ามักจะขึ้นอยู่กับโพลาไรเซชัน;
3. สวิตช์: อัตราส่วนการสูญพันธุ์ที่สูงขึ้นและเวลาเพิ่มขึ้น/ลดลงเร็วขึ้น
4. แอมพลิฟายเออร์ก่อน: เหมาะสำหรับระยะการส่งสัญญาณนานขึ้น NF ที่ต่ำกว่าและอัตราขยายที่สูงขึ้น
ข้อดีของแอมพลิฟายเออร์ออปติคัล SOA Semiconductor
กำไรจากแสงที่จัดทำโดย SOA ภายในแบนด์วิดท์ค่อนข้างเป็นอิสระจากความยาวคลื่นของสัญญาณออปติคัลเหตุการณ์
ฉีดกระแสไฟฟ้าเป็นสัญญาณปั๊มขยายแทนที่จะปั๊มแสง
เนื่องจากขนาดกะทัดรัด SOA สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์โทนิคของท่อนำคลื่นหลายตัวบนพื้นผิวระนาบเดียว
4. พวกเขาใช้เทคโนโลยีเดียวกับเลเซอร์ไดโอด
SOA สามารถทำงานในแถบสเปกตรัมการสื่อสารที่ 1300 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตรด้วยแบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้น (สูงถึง 100 นาโนเมตร)
6. สามารถกำหนดค่าและรวมเข้าด้วยกันเพื่อทำหน้าที่เป็น preamplifiers ที่ปลายรับแสง
SOA สามารถใช้เป็นประตูตรรกะอย่างง่ายในเครือข่ายออพติคอล WDM

ข้อ จำกัด ของแอมป์ SOA Semiconductor
SOA สามารถให้กำลังออปติคัลเอาต์พุตสูงถึงสิบมิลลิวัตต์ (MW) ซึ่งโดยทั่วไปจะเพียงพอสำหรับการทำงานของช่องสัญญาณเดียวในลิงค์การสื่อสารไฟเบอร์ออปติก อย่างไรก็ตามระบบ WDM อาจต้องใช้พลังงานสูงถึงหลาย MW ต่อช่อง
2. เนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์ของเส้นใยออพติคอลอินพุตเข้าและออกจากชิปแบบบูรณาการ SOA มักจะทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณ SOA จะต้องให้ผลประโยชน์ทางแสงเพิ่มเติมเพื่อลดผลกระทบของการสูญเสียนี้ในด้านอินพุต/เอาต์พุตของภูมิภาคที่ใช้งานอยู่
SOA มีความไวสูงต่อโพลาไรเซชันของสัญญาณแสงอินพุต
4. พวกเขาสร้างระดับเสียงรบกวนในสื่อที่ใช้งานได้สูงกว่าแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์
หากมีการขยายช่องแสงหลายช่องตามที่ต้องการในแอปพลิเคชัน WDM SOA จะทำให้เกิด crosstalk รุนแรง