Hvad er enhalvleder optisk forstærker
En halvlederoptisk forstærker er en type optisk forstærker, der bruger et halvlederforstærkningsmedium. Den ligner en laserdiode, hvor spejlet i den nederste ende er erstattet af en semireflekterende belægning. Signallyset transmitteres gennem en halvleder single-mode bølgeleder. Bølgelederens tværgående dimension er 1-2 mikrometer, og dens længde er i størrelsesordenen 0,5-2 mm. Bølgeledertilstanden har en betydelig overlapning med det aktive (forstærknings) område, som pumpes af strømmen. Den injicerede strøm genererer en bestemt bærerkoncentration i ledningsbåndet, hvilket muliggør den optiske overgang fra ledningsbåndet til valensbåndet. Peak-forstærkningen opstår, når fotonenergien er lidt større end båndgabsenergien. SOA optisk forstærker anvendes typisk i telekommunikationssystemer i form af pigtails med en driftsbølgelængde på omkring 1300 nm eller 1500 nm, hvilket giver en forstærkning på cirka 30 dB.
DeSOA halvleder optisk forstærkerer en PN-forbindelsesenhed med en belastningskvantebrøndstruktur. Den eksterne fremadrettede bias vender antallet af dielektriske partikler. Efter at det eksterne excitationslys trænger ind, genereres stimuleret stråling, hvilket opnår forstærkning af optiske signaler. Alle ovenstående tre energioverførselsprocesser eksisterer iSOA optisk forstærkerForstærkningen af optiske signaler er baseret på stimuleret emission. De stimulerede absorptions- og stimulerede emissionsprocesser eksisterer samtidigt. Den stimulerede absorption af pumpelyset kan udnyttes til at accelerere genopretningen af bærere, og samtidig kan den elektriske pumpe sende elektroner til et højt energiniveau (ledningsbånd). Når spontan stråling forstærkes, vil den danne forstærket spontan strålingsstøj. SOA optisk forstærker er baseret på halvlederchips.
Halvlederchips er sammensat af sammensatte halvledere, såsom GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP og InP/InAlGaAs osv. Disse er også materialerne til fremstilling af halvlederlasere. Bølgelederdesignet af SOA er det samme som eller ligner laseres. Forskellen ligger i, at lasere skal danne et resonant hulrum omkring forstærkningsmediet for at generere og opretholde oscillationen af det optiske signal. Det optiske signal vil blive forstærket flere gange i hulrummet, før det udsendes. ISOA-forstærker(Det, vi diskuterer her, er begrænset til de vandrebølgeforstærkere, der anvendes i de fleste applikationer), lys behøver kun at passere gennem forstærkningsmediet én gang, og den bagudrettede refleksion er minimal. SOA-forstærkerstrukturen består af tre områder: Område P, Område I (aktivt lag eller node) og Område N. Det aktive lag består normalt af kvantebrønde, som kan forbedre den fotoelektriske konverteringseffektivitet og reducere tærskelstrømmen.
Figur 1 Fiberlaser med integreret SOA til generering af optiske pulser
Anvendt til kanaloverførsel
SOA'er anvendes normalt ikke kun til forstærkning: de kan også bruges inden for optisk fiberkommunikation, applikationer baseret på ikke-lineære processer såsom mætningsforstærkning eller krydsfasepolarisering, som udnytter variationen af bærerkoncentrationen i SOA optisk forstærker til at opnå varierende brydningsindekser. Disse effekter kan anvendes til kanaloverførsel (bølgelængdekonvertering), modulationsformatkonvertering, clock-gendannelse, signalregenerering og mønstergenkendelse osv. i bølgelængdedelingsmultiplekseringssystemer.
Med fremskridt inden for optoelektronisk integreret kredsløbsteknologi og reduktionen af produktionsomkostninger vil anvendelsesområderne for SOA halvlederoptiske forstærkere som basisforstærkere, funktionelle optiske enheder og delsystemkomponenter fortsætte med at udvide sig.
Opslagstidspunkt: 23. juni 2025