Што такоепаўправадніковы аптычны ўзмацняльнік
Паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік — гэта тып аптычнага ўзмацняльніка, які выкарыстоўвае паўправадніковы асяроддзе ўзмацнення. Ён падобны да лазернага дыёда, у якім люстэрка на ніжнім канцы заменена паўадбівальным пакрыццём. Сігнальнае святло праходзіць праз паўправадніковы аднамодавы хвалявод. Папярочны памер хвалявода складае 1-2 мікраметры, а яго даўжыня — парадку 0,5-2 мм. Мода хвалявода мае значнае перакрыццё з актыўнай (узмацняльнай) вобласцю, якая накачваецца токам. Уведзены ток генеруе пэўную канцэнтрацыю носьбітаў у зоне праводнасці, што дазваляе аптычны пераход зоны праводнасці ў валентную зону. Пікавае ўзмацненне ўзнікае, калі энергія фатонаў крыху большая за энергію забароненай зоны. Аптычны ўзмацняльнік SOA звычайна выкарыстоўваецца ў тэлекамунікацыйных сістэмах у выглядзе пігтэйлаў, з працоўнай даўжынёй хвалі каля 1300 нм або 1500 нм, забяспечваючы ўзмацненне прыблізна 30 дБ.
TheSOA паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік— гэта прылада на аснове PN-пераходу са структурай квантавай ямы дэфармацыі. Знешняе прамое зрушэнне змяняе колькасць дыэлектрычных часціц на адваротнае. Пасля пранікнення знешняга ўзбуджальнага святла генеруецца стымуляванае выпраменьванне, якое дасягае ўзмацнення аптычных сігналаў. Усе тры вышэйзгаданыя працэсы перадачы энергіі існуюць уАптычны ўзмацняльнік SOAУзмацненне аптычных сігналаў заснавана на вымушаным выпраменьванні. Працэсы вымушанага паглынання і вымушанага выпраменьвання існуюць адначасова. Вымушанае паглынанне святла накачкі можа быць выкарыстана для паскарэння аднаўлення носьбітаў, і ў той жа час электрычная накачка можа адпраўляць электроны на высокі энергетычны ўзровень (зона праводнасці). Пры ўзмацненні спантаннага выпраменьвання ўзнікае ўзмоцнены шум спантаннага выпраменьвання. Аптычны ўзмацняльнік SOA заснаваны на паўправадніковых чыпах.
Паўправадніковыя чыпы складаюцца з паўправадніковых злучэнняў, такіх як GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP і InP/InAlGaAs і г.д. Гэтыя матэрыялы таксама выкарыстоўваюцца для вырабу паўправадніковых лазераў. Канструкцыя хвалявода SOA такая ж або падобная да канструкцыі лазераў. Розніца заключаецца ў тым, што лазерам неабходна ўтварыць рэзанансны рэзанатар вакол асяроддзя ўзмацнення, каб генераваць і падтрымліваць ваганні аптычнага сігналу. Аптычны сігнал будзе некалькі разоў узмацняцца ў рэзанатары, перш чым будзе выведзены. УSOA-ўзмацняльнік(тое, што мы тут абмяркоўваем, абмяжоўваецца ўзмацняльнікамі бегучай хвалі, якія выкарыстоўваюцца ў большасці прыкладанняў), святло павінна прайсці праз асяроддзе ўзмацнення толькі адзін раз, і адлюстраванне назад мінімальнае. Структура ўзмацняльніка SOA складаецца з трох абласцей: вобласці P, вобласці I (актыўны пласт або вузел) і вобласці N. Актыўны пласт звычайна складаецца з квантавых ям, якія могуць палепшыць эфектыўнасць фотаэлектрычнага пераўтварэння і знізіць парогавы ток.
Малюнак 1. Валаконны лазер з інтэграваным SOA для генерацыі аптычных імпульсаў
Ужываецца для перадачы каналаў
SOA звычайна ўжываюцца не толькі для ўзмацнення: яны таксама могуць выкарыстоўвацца ў галіне валаконна-аптычнай сувязі, у прымяненнях, заснаваных на нелінейных працэсах, такіх як узмацненне насычэння або крос-фазавая палярызацыя, якія выкарыстоўваюць змяненне канцэнтрацыі носьбітаў у аптычным узмацняльніку SOA для атрымання розных паказчыкаў праламлення. Гэтыя эфекты могуць быць ужытыя для перадачы каналаў (пераўтварэнне даўжыні хвалі), пераўтварэння фармату мадуляцыі, аднаўлення тактавай частоты, рэгенерацыі сігналаў і распазнавання вобразаў і г.д. у сістэмах мультыплексавання з падзелам даўжынь хваль.
З развіццём тэхналогіі оптаэлектронных інтэгральных схем і зніжэннем вытворчых выдаткаў, вобласці прымянення паўправадніковых аптычных узмацняльнікаў SOA ў якасці базавых узмацняльнікаў, функцыянальных аптычных прылад і кампанентаў падсістэм будуць працягваць пашырацца.
Час публікацыі: 23 чэрвеня 2025 г.