Hvordan gør dethalvleder optisk forstærkeropnå forstærkning?
Efter fremkomsten af æraen med optisk fiberkommunikation med stor kapacitet har optisk amplifikationsteknologi udviklet sig hurtigt.Optiske forstærkereAmplificerer indgangsoptiske signaler baseret på stimuleret stråling eller stimuleret spredning. I henhold til arbejdsprincippet kan optiske forstærkere opdeles i halvlederoptiske forstærkere (SOA) ogOptiske fiberforstærkere. Blandt dem,halvleder optiske forstærkereer vidt brugt i optisk kommunikation i kraft af fordelene ved bred gevinstbånd, god integration og bred bølgelængdeområde. De er sammensat af aktive og passive regioner, og den aktive region er gevinstregionen. Når lyssignalet passerer gennem den aktive region, får det elektronerne til at miste energi og vende tilbage til jordtilstanden i form af fotoner, der har den samme bølgelængde som lyssignalet, hvilket forstærker lyssignalet. Den optiske halvlederopforstærker konverterer halvlederbæreren til den omvendte partikel ved kørselsstrømmen, forstærker den injicerede frølysamplitude og opretholder de grundlæggende fysiske egenskaber ved det injicerede frølys, såsom polarisering, liniebredde og frekvens. Med stigningen i den fungerende strøm øges den optiske output -effekt også i et bestemt funktionelt forhold.
Men denne vækst er ikke uden grænser, fordi halvlederoptiske forstærkere har en forstærkningsmætningsfænomen. Fænomenet viser, at når inputoptisk effekt er konstant, øges forstærkningen med stigningen i den injicerede bærerkoncentration, men når den injicerede bærekoncentration er for stor, vil forstærkningen mættes eller endda falde. Når koncentrationen af den injicerede bærer er konstant, øges udgangseffekten med stigningen i indgangseffekten, men når den optiske indgangsstyrke er for stor, er bærerforbruget forårsaget af ophidset stråling for stor, hvilket resulterer i forstærkningsmætning eller tilbagegang. Årsagen til forstærkningsmætningsfænomenet er samspillet mellem elektroner og fotoner i det aktive regionmateriale. Uanset om de fotoner, der er genereret i forstærkningsmediet eller de eksterne fotoner, er den hastighed, hvormed den stimulerede stråling forbruger bærerne, relateret til den hastighed, hvormed bærerne genopfyldes til det tilsvarende energiniveau i tiden. Ud over den stimulerede stråling ændres den bærerprocent, der forbruges af andre faktorer, også, hvilket påvirker at opnå mætning.
Da den vigtigste funktion af halvlederoptiske forstærkere er lineær amplifikation, hovedsageligt for at opnå amplifikation, kan den bruges som effektforstærkere, linjeforstærkere og forforstærkere i kommunikationssystemer. Ved den transmitterende ende bruges halvlederoptisk forstærker som en effektforstærker til at forbedre udgangseffekten ved transmitterende ende af systemet, hvilket i høj grad kan øge relæafstanden for systemstammen. I transmissionslinjen kan halvlederoptisk forstærker bruges som en lineær relæforstærker, så transmissionsregenerativ relæafstand kan udvides igen med spring og grænser. I den modtagende ende kan halvlederoptisk forstærker bruges som en forforstærker, hvilket i høj grad kan forbedre modtagerens følsomhed. Forstærkningsmætningskarakteristika for halvlederoptiske forstærkere vil medføre, at forstærkningen pr. Bit er relateret til den forrige bit -sekvens. Mønstereffekten mellem små kanaler kan også kaldes tværgående gain-modulationseffekt. Denne teknik bruger det statistiske gennemsnit af tværforandende moduleringseffekt mellem flere kanaler og introducerer en kontinuerlig bølge i medium intensitet i processen for at opretholde bjælken, og komprimerer således den samlede forstærkning af forstærkeren. Derefter reduceres den tværgående gain-modulationseffekt mellem kanaler.
Halvlederoptiske forstærkere har enkel struktur, let integration og kan forstærke optiske signaler af forskellige bølgelængder og er vidt brugt til integration af forskellige typer lasere. På nuværende tidspunkt fortsætter laserintegrationsteknologien, der er baseret på optiske halvlederoptiske forstærkere, men der skal stadig gøres en indsats i de følgende tre aspekter. Den ene er at reducere koblingstabet med den optiske fiber. Hovedproblemet med halvlederoptisk forstærker er, at koblingstabet med fiberen er stort. For at forbedre koblingseffektiviteten kan en linse tilsættes til koblingssystemet for at minimere reflektionstabet, forbedre bjælkens symmetri og opnå høj effektivitetskobling. Det andet er at reducere polarisationsfølsomheden for optiske halvlederoplysninger. Polarisationskarakteristikken henviser hovedsageligt til polarisationsfølsomheden af det indfaldende lys. Hvis den optiske halvlederoptiske forstærker ikke behandles specielt, reduceres den effektive båndbredde af gevinsten. Kvantet brøndstruktur kan effektivt forbedre stabiliteten af optiske halvlederoplysninger. Det er muligt at studere en enkel og overlegen kvantebrøndstruktur for at reducere polarisationsfølsomheden af halvlederoptiske forstærkere. Den tredje er optimering af den integrerede proces. På nuværende tidspunkt er integrationen af halvlederoptiske forstærkere og lasere for kompliceret og besværligt i teknisk behandling, hvilket resulterer i et stort tab i tab af optisk signal og enhedsindsættelsestab, og omkostningerne er for høje. Derfor bør vi prøve at optimere strukturen af integrerede enheder og forbedre enhedernes præcision.
I optisk kommunikationsteknologi er optisk amplifikationsteknologi en af de understøttende teknologier, og halvlederoptisk forstærkerteknologi udvikler sig hurtigt. På nuværende tidspunkt er ydelsen af halvlederoptiske forstærkere blevet forbedret meget, især i udviklingen af nye generations optiske teknologier, såsom bølgelængde -multiplexing eller optiske switching -tilstande. Med udviklingen af informationsbranchen vil den optiske amplifikationsteknologi, der er egnet til forskellige bånd og forskellige applikationer, blive introduceret, og udviklingen og forskningen af nye teknologier vil uundgåeligt gøre halvlederens optiske forstærkerteknologi fortsætte med at udvikle og blomstre.
Posttid: Feb-25-2025