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, SOA seperti tabung laser semikonduktor yang terhubung serat optik, dengan cermin ujung digantikan oleh film anti-reflektif; pemandu gelombang miring dapat digunakan untuk mengurangi reflektivitas ujung lebih lanjut. Cahaya sinyal biasanya ditransmisikan melalui pemandu gelombang semikonduktor mode tunggal, dengan dimensi lateral 1-2 μm dan panjang sekitar 0,5-2 mm. Mode pemandu gelombang tumpang tindih secara signifikan dengan wilayah aktif (penguatan), yang dipompa oleh arus. Arus injeksi 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 datang melalui emisi terstimulasi, dan mekanismenya sama dengan laser semikonduktor.Penguat optik SOAhanyalah laser semikonduktor tanpa umpan balik, dan intinya adalah memperoleh penguatan optik dengan membalik jumlah partikel saat penguat optik semikonduktor dipompa secara optik atau elektrik.
Jenis-jenisPenguat optik semikonduktor SOA
Menurut peran yang dimainkan SOA dalam sistem pelanggan, mereka 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 dikaitkan dengan SOA yang independen dari polarisasi.
2. Enhancer: PSAT lebih tinggi, gain lebih rendah, biasanya bergantung pada polarisasi;
3. Beralih: rasio kepunahan lebih tinggi dan waktu naik/turun 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
Keuntungan optik yang disediakan oleh SOA dalam lebar pita relatif independen dari panjang gelombang sinyal optik yang datang.
Suntikkan arus sebagai sinyal pompa yang diperkuat, bukan pemompaan optik.
Karena ukurannya yang ringkas, SOA dapat diintegrasikan dengan beberapa perangkat fotonik pandu gelombang pada substrat planar tunggal.
4. Mereka menggunakan teknologi yang sama dengan laser dioda.
SOA dapat beroperasi dalam pita spektral komunikasi 1300 nm dan 1550 nm, dengan lebar pita yang lebih lebar (hingga 100 nm).
6. Dapat dikonfigurasikan dan diintegrasikan untuk berfungsi sebagai preamplifier di ujung penerima optik.
SOA dapat digunakan sebagai gerbang logika sederhana dalam jaringan optik WDM.

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