Seri Penguat Optik: Pengantar Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optikSeri: Pengantar Penguat Optik Semikonduktor

Penguat optik semikonduktor(SOA) adalah penguat optik berdasarkan media gain semikonduktor. Ini pada dasarnya seperti tabung laser semikonduktor yang digabungkan serat, dengan cermin akhir digantikan oleh film anti reflektif; Pandu gelombang miring dapat digunakan untuk lebih mengurangi reflektifitas akhir. Lampu sinyal biasanya ditransmisikan melalui semikonduktor pandu gelombang mode tunggal, dengan dimensi lateral 1-2 μ m dan panjang sekitar 0,5-2mm. Mode Waveguide secara signifikan tumpang tindih dengan wilayah aktif (amplifikasi), yang dipompa oleh arus. Suntikan arus menghasilkan kepadatan pembawa tertentu dalam pita konduksi, memungkinkan untuk transisi optik dari pita konduksi ke pita valensi. Keuntungan maksimum terjadi pada energi foton sedikit di atas energi celah pita.

Prinsip Kerja Penguat Optik Semikonduktor
Amplifier optik semikonduktor (SOA) memperkuat sinyal cahaya insiden melalui emisi yang distimulasi, dan mekanismenya sama dengan laser semikonduktor.Penguat optik SOAhanyalah laser semikonduktor tanpa umpan balik, dan intinya adalah untuk mendapatkan gain optik dengan membalikkan jumlah partikel ketika penguat optik semikonduktor dipompa secara optik atau secara elektrik.
JenisPenguat optik semikonduktor SOA
Menurut peran yang dimainkan oleh SOA dalam sistem pelanggan, mereka dapat dibagi menjadi empat kategori: serial, booster, switching SOA, dan preamplifier.
1. Penyisipan langsung: Gain yang lebih tinggi, PSAT sedang; NF lebih rendah dan PDG yang lebih rendah, biasanya terkait dengan SOA independen polarisasi ·
2. Penambah: PSAT yang lebih tinggi, gain lebih rendah, biasanya tergantung pada polarisasi;
3. Switch: Rasio kepunahan yang lebih tinggi dan waktu naik/turun yang lebih cepat;
4. Pre Amplifier: Cocok untuk jarak transmisi yang lebih lama, NF lebih rendah, dan gain yang lebih tinggi.
Keuntungan dari penguat optik semikonduktor SOA
Keuntungan optik yang disediakan oleh SOA dalam bandwidth relatif independen dari panjang gelombang sinyal optik insiden.
Suntikkan arus sebagai sinyal pompa yang diperkuat, bukan pompa optik.
Karena ukurannya yang ringkas, SOA dapat diintegrasikan dengan beberapa perangkat fotonik Waveguide pada satu substrat planar.
4. Mereka menggunakan teknologi yang sama dengan laser dioda.
SOA dapat beroperasi di pita spektral komunikasi 1300 nm dan 1550 nm, dengan bandwidth yang lebih luas (hingga 100 nm).
6. Mereka dapat dikonfigurasi dan diintegrasikan untuk berfungsi sebagai preamplifier di ujung penerima optik.
SOA dapat digunakan sebagai gerbang logika sederhana di jaringan optik WDM.

Keterbatasan penguat optik semikonduktor SOA
SOA dapat memberikan daya optik output hingga puluhan miliwatts (MW), yang biasanya cukup untuk operasi saluran tunggal dalam tautan komunikasi serat optik. Namun, sistem WDM mungkin memerlukan hingga beberapa MW daya per saluran.
2. Karena kopling input serat optik ke dalam dan keluar dari chip terintegrasi SOA yang sering menyebabkan kehilangan sinyal, SOA harus memberikan gain optik tambahan untuk meminimalkan dampak kerugian ini pada aspek input/output dari wilayah aktif.
SOA sangat sensitif terhadap polarisasi sinyal optik input.
4. Mereka menghasilkan tingkat kebisingan yang lebih tinggi di media aktif daripada amplifier serat.
Jika beberapa saluran optik diamplifikasi sesuai kebutuhan dalam aplikasi WDM, SOA akan menyebabkan crosstalk yang parah.