Série d'amplificateurs optiques: Introduction à l'amplificateur optique semi-conducteur

Amplificateur optiqueSérie: Introduction à l'amplificateur optique semi-conducteur

Amplificateur optique semi-conducteur(SOA) est un amplificateur optique basé sur des milieux de gain semi-conducteur. Il est essentiellement comme un tube laser semi-conducteur couplé à fibre, avec le miroir d'extrémité remplacé par un film anti-réflexion; Des guides d'ondes inclinés peuvent être utilisés pour réduire davantage la réflectivité finale. La lumière du signal est généralement transmise à travers un guide d'onde monomode semi-conducteur, avec une dimension latérale de 1-2 μm et une longueur d'environ 0,5 à 2 mm. Le mode de guide d'onde chevauche considérablement la région active (amplification), qui est pompée par le courant. L'injection de courant génère une certaine densité porteuse dans la bande de conduction, permettant des transitions optiques de la bande de conduction à la bande de valence. Le gain maximal se produit à des énergies de photons légèrement au-dessus de l'énergie de bande interdite.

Principe de travail de l'amplificateur optique semi-conducteur
Amplificateurs optiques semi-conducteurs (Soa) Amplifier les signaux de lumière incidente par des émissions stimulées, et leur mécanisme est le même que celui des lasers semi-conducteurs.Amplificateur optique SOAest juste un laser semi-conducteur sans rétroaction, et son noyau est d'obtenir un gain optique en inversant le nombre de particules lorsque l'amplificateur optique semi-conducteur est pompé optiquement ou électriquement.
Types deAmplificateur optique SOA semi-conducteur
Selon le rôle joué par SOA dans les systèmes clients, ils peuvent être divisés en quatre catégories: série, booster, commutateur SOA et préamplificateur.
1. Insertion directe: gain plus élevé, PSAT modéré; NF inférieur et PDG inférieur, généralement associé à la polarisation indépendante SOA ·
2. Enhancer: PSAT plus élevé, gain inférieur, généralement dépendante de la polarisation;
3. Commutation: rapport d'extinction plus élevé et temps de montée / baisse plus rapide;
4. Pré-amplificateur: adapté aux distances de transmission plus longues, à la NF inférieure et à un gain plus élevé.
Avantages de l'amplificateur optique SOA semi-conducteur
Le gain optique fourni par SOA dans la bande passante est relativement indépendant de la longueur d'onde du signal optique incident.
Injecter le courant comme signal de pompe amplifié, plutôt que le pompage optique.
En raison de sa taille compacte, SOA peut être intégré à plusieurs dispositifs photoniques de guide d'onde sur un seul substrat plan.
4. Ils utilisent la même technologie que les lasers à diode.
SOA peut fonctionner dans les bandes spectrales de communication de 1300 nm et 1550 nm, avec une bande passante plus large (jusqu'à 100 nm).
6. Ils peuvent être configurés et intégrés pour servir de préamplificateurs à l'extrémité du récepteur optique.
SOA peut être utilisé comme une simple porte logique dans les réseaux optiques WDM.

Limites de l'amplificateur optique SOA semi-conducteur
SOA peut fournir une puissance optique de sortie jusqu'à des dizaines de milliwatts (MW), ce qui est généralement suffisant pour le fonctionnement à canal unique dans les liaisons de communication à fibre optique. Cependant, les systèmes WDM peuvent nécessiter jusqu'à plusieurs MW de puissance par canal.
2. En raison du couplage des fibres optiques d'entrée dans et hors des puces intégrées SOA provoquant souvent une perte de signal, SOA doit fournir un gain optique supplémentaire pour minimiser l'impact de cette perte sur les aspects d'entrée / sortie de la région active.
SOA est très sensible à la polarisation des signaux optiques d'entrée.
4. Ils génèrent des niveaux de bruit plus élevés dans les milieux actifs que les amplificateurs de fibres.
Si plusieurs canaux optiques sont amplifiés selon les besoins dans les applications WDM, SOA provoquera une diaphonie sévère.