Apa itupenguat optik semikonduktor
Penguat optik semikonduktor adalah jenis penguat optik yang menggunakan media penguatan semikonduktor. Penguat ini mirip dengan dioda laser, di mana cermin di ujung bawahnya diganti dengan lapisan semi-reflektif. Cahaya sinyal ditransmisikan melalui pandu gelombang semikonduktor mode tunggal. Dimensi transversal pandu gelombang adalah 1-2 mikrometer dan panjangnya sekitar 0,5-2 mm. Mode pandu gelombang memiliki tumpang tindih yang signifikan dengan daerah aktif (penguatan), yang dipompa oleh arus. Arus yang diinjeksikan menghasilkan konsentrasi pembawa tertentu di pita konduksi, yang memungkinkan transisi optik dari pita konduksi ke pita valensi. Penguatan puncak terjadi ketika energi foton sedikit lebih besar daripada energi celah pita. Penguat optik SOA biasanya digunakan dalam sistem telekomunikasi dalam bentuk pigtail, dengan panjang gelombang operasi sekitar 1300 nm atau 1500 nm, menghasilkan penguatan sekitar 30 dB.
ItuPenguat optik semikonduktor SOAadalah perangkat sambungan PN dengan struktur sumur kuantum regangan. Bias maju eksternal membalikkan jumlah partikel dielektrik. Setelah cahaya eksitasi eksternal masuk, radiasi terstimulasi dihasilkan, yang menghasilkan amplifikasi sinyal optik. Ketiga proses transfer energi di atas terjadi diPenguat optik SOAAmplifikasi sinyal optik didasarkan pada emisi terstimulasi. Proses penyerapan terstimulasi dan emisi terstimulasi terjadi secara bersamaan. Penyerapan terstimulasi dari cahaya pompa dapat dimanfaatkan untuk mempercepat pemulihan pembawa, dan pada saat yang sama, pompa listrik dapat mengirimkan elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi (pita konduksi). Ketika radiasi spontan diperkuat, akan terbentuk derau radiasi spontan yang diperkuat. Penguat optik SOA didasarkan pada chip semikonduktor.
Chip semikonduktor terdiri dari semikonduktor majemuk, seperti GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP, dan InP/InAlGaAs, dll. Senyawa ini juga merupakan material untuk membuat laser semikonduktor. Desain pandu gelombang SOA sama atau mirip dengan laser. Perbedaannya terletak pada kebutuhan laser untuk membentuk rongga resonansi di sekitar media penguatan untuk menghasilkan dan mempertahankan osilasi sinyal optik. Sinyal optik akan diperkuat beberapa kali di dalam rongga tersebut sebelum dikeluarkan.Penguat SOA(Yang kita bahas di sini terbatas pada penguat gelombang berjalan yang digunakan di sebagian besar aplikasi), cahaya hanya perlu melewati medium penguatan satu kali, dan pantulan baliknya minimal. Struktur penguat SOA terdiri dari tiga area: Area P, Area I (lapisan aktif atau simpul), dan Area N. Lapisan aktif biasanya terdiri dari sumur kuantum, yang dapat meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik dan mengurangi arus ambang.
Gambar 1 Laser serat dengan SOA terintegrasi untuk menghasilkan pulsa optik
Diterapkan pada transfer saluran
SOA biasanya tidak hanya diterapkan pada amplifikasi: SOA juga dapat digunakan dalam bidang komunikasi serat optik, aplikasi yang berbasis pada proses nonlinier seperti penguatan saturasi atau polarisasi fase silang, yang memanfaatkan variasi konsentrasi pembawa dalam penguat optik SOA untuk mendapatkan indeks bias yang bervariasi. Efek ini dapat diterapkan pada transfer kanal (konversi panjang gelombang), konversi format modulasi, pemulihan clock, regenerasi sinyal, dan pengenalan pola, dll. dalam sistem multiplexing pembagian panjang gelombang.
Dengan kemajuan teknologi sirkuit terpadu optoelektronik dan pengurangan biaya produksi, bidang aplikasi penguat optik semikonduktor SOA sebagai penguat dasar, perangkat optik fungsional, dan komponen subsistem akan terus berkembang.
Waktu posting: 23-Jun-2025