Serie d'amplificatori ottici: Introduzione à l'amplificatore otticu à semiconduttori

Amplificatore otticuserie: Introduzione à l'amplificatore otticu à semiconduttori

Amplificatore otticu à semiconduttori(SOA) hè un amplificatore otticu basatu annantu à un mezzu di guadagnu à semiconduttore. Hè essenzialmente cum'è un tubu laser à semiconduttore accoppiatu à fibra, cù u specchiu finale rimpiazzatu da una pellicola antiriflessu; E guide d'onda inclinate ponu esse aduprate per riduce ulteriormente a riflettività finale. A luce di signale hè generalmente trasmessa attraversu una guida d'onda monomodale à semiconduttore, cù una dimensione laterale di 1-2 μm è una lunghezza di circa 0,5-2 mm. A modalità di guida d'onda si sovrappone significativamente à a regione attiva (amplificazione), chì hè pompata da a corrente. L'iniezione di corrente genera una certa densità di purtatori in a banda di conduzione, permettendu transizioni ottiche da a banda di conduzione à a banda di valenza. U guadagnu massimu si verifica à energie di fotoni ligeramente sopra l'energia di a banda proibita.

Principiu di funziunamentu di l'amplificatore otticu à semiconduttore
Amplificatori ottici à semiconduttori (SOA) amplificanu i signali luminosi incidenti per via di l'emissione stimulata, è u so mecanismu hè listessu chè quellu di i laser à semiconduttori.Amplificatore otticu SOAhè solu un laser à semiconduttore senza feedback, è u so core hè di ottene un guadagnu otticu invertendu u numeru di particelle quandu l'amplificatore otticu à semiconduttore hè pompatu otticamente o elettricamente.
Tipi diAmplificatore otticu à semiconduttori SOA
Sicondu u rolu ghjucatu da SOA in i sistemi di i clienti, ponu esse divisi in quattru categurie: seriale, booster, SOA di commutazione è preamplificatore.
1. Inserzione diretta: guadagnu più altu, Psat moderatu; NF più bassu è PDG più bassu, generalmente assuciatu cù SOA indipendente da a polarizazione
2. Enhancer: Psat più altu, guadagnu più bassu, di solitu dipendente da a polarizazione;
3. Interruttore: rapportu di estinzione più altu è tempu di salita / discesa più veloce;
4. Preamplificatore: adattatu per distanze di trasmissione più lunghe, NF più bassu è guadagnu più altu.
Vantaghji di l'amplificatore otticu à semiconduttore SOA
U guadagnu otticu furnitu da SOA in a larghezza di banda hè relativamente indipendente da a lunghezza d'onda di u signale otticu incidente.
Iniettà a corrente cum'è un signale di pompa amplificatu, invece di un pompaggio otticu.
Per via di a so dimensione compatta, SOA pò esse integrata cù parechji dispositivi fotonici di guida d'onda nantu à un unicu substratu planare.
4. Usanu a listessa tecnulugia chè i laser à diodi.
SOA pò operà in e bande spettrali di cumunicazione di 1300 nm è 1550 nm, cù una larghezza di banda più larga (finu à 100 nm).
6. Puderanu esse cunfigurati è integrati per serve cum'è preamplificatori à l'estremità di u ricevitore otticu.
SOA pò esse adupratu cum'è una semplice porta logica in e rete ottiche WDM.

Limitazioni di l'amplificatore otticu à semiconduttore SOA
SOA pò furnisce una putenza ottica di uscita finu à decine di milliwatt (mW), chì hè tipicamente sufficiente per u funziunamentu di un solu canale in i ligami di cumunicazione in fibra ottica. Tuttavia, i sistemi WDM ponu richiede finu à parechji mW di putenza per canale.
2. A causa di l'accoppiamentu di e fibre ottiche d'entrata in è fora di i chip integrati SOA chì spessu causanu perdita di signale, SOA deve furnisce un guadagnu otticu supplementu per minimizà l'impattu di sta perdita nantu à l'aspetti d'entrata/uscita di a regione attiva.
SOA hè assai sensibile à a polarizazione di i signali ottici d'entrata.
4. Generanu livelli di rumore più alti in i media attivi cà l'amplificatori in fibra.
Sè parechji canali ottici sò amplificati secondu i bisogni in l'applicazioni WDM, SOA pruvucarà una diafonia severa.