Chì ghjè unamplificatore otticu à semiconduttore
Un amplificatore otticu à semiconduttore hè un tipu d'amplificatore otticu chì usa un mezu di guadagnu à semiconduttore. Hè simile à un diodu laser, in u quale u specchiu à l'estremità inferiore hè rimpiazzatu da un rivestimentu semi-riflettente. A luce di signale hè trasmessa attraversu una guida d'onda monomodale à semiconduttore. A dimensione trasversale di a guida d'onda hè 1-2 micrometri è a so lunghezza hè di l'ordine di 0,5-2 mm. U modu di a guida d'onda hà una sovrapposizione significativa cù a regione attiva (amplificazione), chì hè pompata da a corrente. A corrente iniettata genera una certa concentrazione di purtatori in a banda di conduzione, permettendu a transizione ottica di a banda di conduzione à a banda di valenza. U guadagnu di piccu si verifica quandu l'energia di u fotone hè ligeramente più grande di l'energia di a banda proibita. L'amplificatore otticu SOA hè tipicamente adupratu in i sistemi di telecomunicazione in forma di trecce, cù una lunghezza d'onda operativa intornu à 1300 nm o 1500 nm, furnendu circa 30 dB di guadagnu.
UAmplificatore otticu à semiconduttore SOAhè un dispusitivu di giunzione PN cù una struttura di pozzu quanticu di tensione. A polarizazione diretta esterna inverte u numeru di particelle dielettriche. Dopu chì a luce d'eccitazione esterna entra, a radiazione stimulata hè generata, ottenendu l'amplificazione di i signali ottici. Tutti i trè prucessi di trasferimentu d'energia sopra menzionati esistenu inAmplificatore otticu SOAL'amplificazione di i signali ottici hè basata annantu à l'emissione stimulata. I prucessi d'assorbimentu stimulatu è d'emissione stimulata esistenu simultaneamente. L'assorbimentu stimulatu di a luce di a pompa pò esse utilizatu per accelerà a ricuperazione di i purtatori, è à u listessu tempu, a pompa elettrica pò mandà elettroni à un livellu d'energia elevatu (banda di conduzione). Quandu a radiazione spontanea hè amplificata, si formerà un rumore di radiazione spontanea amplificatu. L'amplificatore otticu SOA hè basatu annantu à chip di semiconduttori.
I chip di semiconduttori sò cumposti di semiconduttori cumposti, cum'è GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP è InP/InAlGaAs, ecc. Quessi sò ancu i materiali per a fabricazione di laser à semiconduttori. U disignu di a guida d'onda di SOA hè u listessu o simile à quellu di i laser. A differenza stà in u fattu chì i laser anu bisognu di furmà una cavità risonante intornu à u mezu di guadagnu per generà è mantene l'oscillazione di u signale otticu. U signale otticu serà amplificatu parechje volte in a cavità prima di esse emessu. InAmplificatore SOA(ciò chì discutemu quì hè limitatu à l'amplificatori d'onda viaghjante utilizati in a maiò parte di l'applicazioni), a luce hà bisognu di passà solu per u mezu di guadagnu una volta, è a riflessione inversa hè minima. A struttura di l'amplificatore SOA hè custituita da trè zone: Area P, Area I (stratu attivu o nodu) è Area N. U stratu attivu hè generalmente cumpostu da pozzi quantichi, chì ponu migliurà l'efficienza di cunversione fotoelettrica è riduce a corrente di soglia.
Figura 1 Laser à fibra cù SOA integratu per generà impulsi ottici
Applicatu à u trasferimentu di canali
Di solitu, i SOA ùn sò micca solu applicati à l'amplificazione: ponu ancu esse aduprati in u campu di a cumunicazione in fibra ottica, applicazioni basate nantu à prucessi non lineari cum'è u guadagnu di saturazione o a polarizazione incrociata, chì utilizanu a variazione di a cuncentrazione di u purtatore in l'amplificatore otticu SOA per ottene indici di rifrazione variabili. Quessi effetti ponu esse applicati à u trasferimentu di canali (cunversione di lunghezza d'onda), a cunversione di furmatu di modulazione, u recuperu di l'orologio, a rigenerazione di u signale è u ricunniscenza di mudelli, ecc. in sistemi di multiplexazione à divisione di lunghezza d'onda.
Cù l'avanzamentu di a tecnulugia di circuiti integrati optoelettronici è a riduzione di i costi di fabricazione, i campi d'applicazione di l'amplificatore otticu à semiconduttori SOA cum'è amplificatori basi, dispositivi ottici funziunali è cumpunenti di sottosistemi continueranu à espansione.
Data di publicazione: 23 di ghjugnu di u 2025