Commentamplificateur optique semi-conducteurobtenir une amplification?
Après l'avènement de l'ère de la communication de fibres optiques à grande capacité, la technologie d'amplification optique s'est développée rapidement.Amplificateurs optiquesAmplifiez les signaux optiques d'entrée basés sur le rayonnement stimulé ou la diffusion stimulée. Selon le principe de travail, les amplificateurs optiques peuvent être divisés en amplificateurs optiques semi-conducteurs (Soa) etamplificateurs de fibres optiques. Parmi eux,amplificateurs optiques semi-conducteurssont largement utilisés dans la communication optique en raison des avantages d'une bande de gain large, d'une bonne intégration et d'une large gamme de longueurs d'onde. Ils sont composés de régions actives et passives, et la région active est la région de gain. Lorsque le signal lumineux passe par la région active, il fait perdre de l'énergie aux électrons et retourner à l'état fondamental sous la forme de photons, qui ont la même longueur d'onde que le signal lumineux, amplifiant ainsi le signal lumineux. L'amplificateur optique semi-conducteur convertit le porte-semi-conducteur en particule inverse par le courant de conduite, amplifie l'amplitude de la lumière de graine injectée et maintient les caractéristiques physiques de base de la lumière de graines injectée telle que la polarisation, la largeur de ligne et la fréquence. Avec l'augmentation du courant de travail, la puissance optique de sortie augmente également dans une certaine relation fonctionnelle.
Mais cette croissance n'est pas sans limites, car les amplificateurs optiques semi-conducteurs ont un phénomène de saturation à gain. Le phénomène montre que lorsque la puissance optique d'entrée est constante, le gain augmente avec l'augmentation de la concentration de porteuse injectée, mais lorsque la concentration de porteuse injectée est trop grande, le gain sature ou même diminuera. Lorsque la concentration du support injecté est constante, la puissance de sortie augmente avec l'augmentation de la puissance d'entrée, mais lorsque la puissance optique d'entrée est trop grande, le taux de consommation de porteuse provoqué par un rayonnement excité est trop important, entraînant une saturation ou un déclin du gain. La raison du phénomène de saturation de gain est l'interaction entre les électrons et les photons dans le matériau de la région active. Que les photons générés dans le milieu de gain ou les photons externes, la vitesse à laquelle le rayonnement stimulé consomme les porteurs est lié à la vitesse à laquelle les porteurs se reconstituent au niveau d'énergie correspondant dans le temps. En plus du rayonnement stimulé, la vitesse de porteuse consommée par d'autres facteurs change également, ce qui affecte négativement la saturation des gains.
Étant donné que la fonction la plus importante des amplificateurs optiques semi-conducteurs est l'amplification linéaire, principalement pour atteindre l'amplification, il peut être utilisé comme amplificateurs de puissance, amplificateurs de ligne et préamplificateurs dans les systèmes de communication. À l'extrémité de transmission, l'amplificateur optique semi-conducteur est utilisé comme amplificateur de puissance pour améliorer la puissance de sortie à l'extrémité de transmission du système, ce qui peut considérablement augmenter la distance de relais du tronc du système. Dans la ligne de transmission, l'amplificateur optique semi-conducteur peut être utilisé comme amplificateur de relais linéaire, de sorte que la distance de relais régénérative de transmission peut être étendue à nouveau à pas de géant. À l'extrémité de réception, l'amplificateur optique semi-conducteur peut être utilisé comme préamplificateur, ce qui peut considérablement améliorer la sensibilité du récepteur. Les caractéristiques de saturation des gains des amplificateurs optiques semi-conducteurs feront lier le gain par bit à la séquence de bits précédente. L'effet de motif entre les petits canaux peut également être appelé effet de modulation croisée. Cette technique utilise la moyenne statistique de l'effet de modulation croisée entre plusieurs canaux et introduit une onde continue d'intensité moyenne dans le processus pour maintenir le faisceau, comprime ainsi le gain total de l'amplificateur. Ensuite, l'effet de modulation croisée entre les canaux est réduit.
Les amplificateurs optiques semi-conducteurs ont une structure simple, une intégration facile et peuvent amplifier les signaux optiques de différentes longueurs d'onde, et sont largement utilisés dans l'intégration de divers types de lasers. À l'heure actuelle, la technologie d'intégration laser basée sur des amplificateurs optiques semi-conducteurs continue de mûrir, mais les efforts doivent encore être faits dans les trois aspects suivants. L'une consiste à réduire la perte de couplage avec la fibre optique. Le principal problème de l'amplificateur optique semi-conducteur est que la perte de couplage avec la fibre est grande. Afin d'améliorer l'efficacité de couplage, une lentille peut être ajoutée au système de couplage pour minimiser la perte de réflexion, améliorer la symétrie du faisceau et atteindre un couplage à haute efficacité. La seconde consiste à réduire la sensibilité à la polarisation des amplificateurs optiques semi-conducteurs. La caractéristique de polarisation se réfère principalement à la sensibilité à la polarisation de la lumière incidente. Si l'amplificateur optique semi-conducteur n'est pas spécialement traité, la bande passante efficace du gain sera réduite. La structure du puits quantique peut améliorer efficacement la stabilité des amplificateurs optiques semi-conducteurs. Il est possible d'étudier une structure de puits quantique simple et supérieure pour réduire la sensibilité à la polarisation des amplificateurs optiques semi-conducteurs. Le troisième est l'optimisation du processus intégré. À l'heure actuelle, l'intégration des amplificateurs optiques et des lasers semi-conducteurs est trop compliquée et lourde dans le traitement technique, entraînant une grande perte de transmission optique du signal et une perte d'insertion de dispositif, et le coût est trop élevé. Par conséquent, nous devons essayer d'optimiser la structure des appareils intégrés et d'améliorer la précision des appareils.
Dans la technologie de la communication optique, la technologie d'amplification optique est l'une des technologies de support, et la technologie des amplificateurs optiques semi-conducteurs se développe rapidement. À l'heure actuelle, les performances des amplificateurs optiques semi-conducteurs ont été considérablement améliorées, en particulier dans le développement de technologies optiques de nouvelle génération telles que les modes de multiplexage de division de la division de longueur d'onde ou de commutation optique. Avec le développement de l'industrie de l'information, la technologie d'amplification optique adaptée à différentes bandes et différentes applications sera introduite, et le développement et la recherche de nouvelles technologies feront inévitablement la technologie de l'amplificateur optique semi-conducteur continuer à se développer et à prospérer.
Heure du poste: février-25-2025