Seri penguat optik: Pengantar Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optikSeri: Pengantar Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optik semikonduktor(SOA) adalah penguat optik berbasis media penguatan semikonduktor. Pada dasarnya, ini seperti tabung laser semikonduktor yang digabungkan dengan serat optik, dengan cermin ujung diganti dengan film anti-reflektif; pandu gelombang miring dapat digunakan untuk lebih mengurangi reflektivitas ujung. Cahaya sinyal biasanya ditransmisikan melalui pandu gelombang mode tunggal semikonduktor, dengan dimensi lateral 1-2 μm dan panjang sekitar 0,5-2 mm. Mode pandu gelombang tumpang tindih secara signifikan dengan daerah aktif (penguatan), yang dipompa oleh arus. Injeksi arus menghasilkan kerapatan pembawa tertentu di pita konduksi, memungkinkan transisi optik dari pita konduksi ke pita valensi. Penguatan maksimum terjadi pada energi foton sedikit di atas energi celah pita.

Prinsip kerja penguat optik semikonduktor
Penguat optik semikonduktor (SOA) memperkuat sinyal cahaya insiden melalui emisi terstimulasi, dan mekanisme kerjanya sama dengan laser semikonduktor.Penguat optik SOAIni hanyalah laser semikonduktor tanpa umpan balik, dan intinya adalah untuk mendapatkan penguatan optik dengan membalikkan jumlah partikel ketika penguat optik semikonduktor dipompa secara optik atau elektrik.
Jenis-jenisPenguat optik semikonduktor SOA
Berdasarkan peran yang dimainkan oleh SOA dalam sistem pelanggan, SOA dapat dibagi menjadi empat kategori: serial, booster, switching SOA, dan preamplifier.
1. Penyisipan langsung: gain lebih tinggi, Psat sedang; NF lebih rendah dan PDG lebih rendah, biasanya terkait dengan SOA yang tidak bergantung pada polarisasi.
2. Penguat: Psat lebih tinggi, penguatan lebih rendah, biasanya bergantung pada polarisasi;
3. Switch: rasio pemadaman yang lebih tinggi dan waktu naik/turun yang lebih cepat;
4. Pra-penguat: cocok untuk jarak transmisi yang lebih jauh, NF yang lebih rendah, dan penguatan yang lebih tinggi.
Keunggulan penguat optik semikonduktor SOA
Penguatan optik yang diberikan oleh SOA dalam bandwidth tersebut relatif tidak bergantung pada panjang gelombang sinyal optik yang datang.
Suntikkan arus sebagai sinyal pompa yang diperkuat, bukan pemompaan optik.
Karena ukurannya yang kompak, SOA dapat diintegrasikan dengan berbagai perangkat fotonik pandu gelombang pada satu substrat planar.
4. Mereka menggunakan teknologi yang sama dengan laser dioda.
SOA dapat beroperasi pada pita spektral komunikasi 1300 nm dan 1550 nm, dengan bandwidth yang lebih lebar (hingga 100 nm).
6. Perangkat tersebut dapat dikonfigurasi dan diintegrasikan untuk berfungsi sebagai pra-penguat di ujung penerima optik.
SOA dapat digunakan sebagai gerbang logika sederhana dalam jaringan optik WDM.

Keterbatasan penguat optik semikonduktor SOA
SOA dapat memberikan daya optik keluaran hingga puluhan miliwatt (mW), yang biasanya cukup untuk operasi saluran tunggal dalam tautan komunikasi serat optik. Namun, sistem WDM mungkin memerlukan daya hingga beberapa mW per saluran.
2. Karena penyambungan serat optik input ke dan dari chip terintegrasi SOA sering menyebabkan kehilangan sinyal, SOA harus menyediakan penguatan optik tambahan untuk meminimalkan dampak kehilangan ini pada aspek input/output dari wilayah aktif.
SOA sangat sensitif terhadap polarisasi sinyal optik masukan.
4. Mereka menghasilkan tingkat kebisingan yang lebih tinggi pada media aktif dibandingkan dengan penguat serat optik.
Jika beberapa saluran optik diperkuat sesuai kebutuhan dalam aplikasi WDM, SOA akan menyebabkan interferensi silang yang parah.