Nasılyarı iletken optik amplifikatöramplifikasyon elde etmek?
Büyük kapasiteli optik lif iletişimi döneminin ortaya çıkmasından sonra, optik amplifikasyon teknolojisi hızla gelişmiştir.Optik amplifikatörlerUyarılmış radyasyona veya uyarılmış saçılmaya dayalı olarak giriş optik sinyallerini yükseltir. Çalışma prensibine göre, optik amplifikatörler yarı iletken optik amplifikatörlere ayrılabilir (SOA) VeOptik fiber amplifikatörler. Aralarında,yarı iletken optik amplifikatörlerOptik iletişimde geniş kazanç bant, iyi entegrasyon ve geniş dalga boyu aralığının avantajları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Aktif ve pasif bölgelerden oluşurlar ve aktif bölge kazanç bölgesidir. Işık sinyali aktif bölgeden geçtiğinde, elektronların enerji kaybetmesine ve ışık sinyali ile aynı dalga boyuna sahip olan fotonlar şeklinde zemin durumuna dönmesine neden olur, böylece ışık sinyalini yükseltir. Yarı iletken optik amplifikatör, yarı iletken taşıyıcıyı tahrik akımı tarafından ters parçacığa dönüştürür, enjekte edilen tohum ışığı genliğini amplifiye eder ve enjekte edilen tohum ışığının polarizasyon, çizgi genişliği ve frekans gibi temel fiziksel özelliklerini korur. Çalışma akımının artmasıyla, çıkış optik gücü de belirli bir fonksiyonel ilişkide artar.
Ancak bu büyüme sınırsız değildir, çünkü yarı iletken optik amplifikatörler kazanç doygunluğu fenomenine sahiptir. Bu fenomen, giriş optik gücü sabit olduğunda, enjekte edilen taşıyıcı konsantrasyonunun artmasıyla kazancın arttığını, ancak enjekte edilen taşıyıcı konsantrasyonu çok büyük olduğunda, kazancın doyurulacağını ve hatta azalacağını gösterir. Enjekte edilen taşıyıcının konsantrasyonu sabit olduğunda, çıkış gücü giriş gücünün artmasıyla artar, ancak giriş optik gücü çok büyük olduğunda, uyarılmış radyasyonun neden olduğu taşıyıcı tüketim oranı çok büyüktür, bu da kazanç doygunluğuna veya düşüşe neden olur. Kazanç doygunluğu olgusunun nedeni, aktif bölge materyalindeki elektronlar ve fotonlar arasındaki etkileşimdir. Kazanç ortamında veya harici fotonlarda üretilen fotonlar olsun, uyarılmış radyasyonun taşıyıcıları tüketme hızı, taşıyıcıların zaman içinde karşılık gelen enerji seviyesine yenilenme hızı ile ilişkilidir. Uyarılmış radyasyona ek olarak, diğer faktörler tarafından tüketilen taşıyıcı hızı da değişir ve bu da kazanç doygunluğunu olumsuz etkilemektedir.
Yarı iletken optik amplifikatörlerin en önemli fonksiyonu, esas olarak amplifikasyon elde etmek için doğrusal amplifikasyon olduğundan, iletişim sistemlerinde güç amplifikatörleri, çizgi amplifikatörleri ve önsözleyiciler olarak kullanılabilir. İletim ucunda, yarı iletken optik amplifikatör, sistemin iletim ucundaki çıkış gücünü arttırmak için bir güç amplifikatörü olarak kullanılır, bu da sistem gövdesinin röle mesafesini büyük ölçüde artırabilir. Şanzıman hattında, yarı iletken optik amplifikatör doğrusal bir röle amplifikatörü olarak kullanılabilir, böylece iletim rejeneratif röle mesafesi tekrar sıçrama ve sınırlarla genişletilebilir. Alıcı uçta, yarı iletken optik amplifikatör, alıcının hassasiyetini büyük ölçüde artırabilen bir önsözleyici olarak kullanılabilir. Yarıiletken optik amplifikatörlerin kazanç doygunluğu özellikleri, bit başına kazancın önceki bit dizisi ile ilişkili olmasına neden olacaktır. Küçük kanallar arasındaki örüntü etkisi de çapraz kazanç modülasyon etkisi olarak da adlandırılabilir. Bu teknik, çoklu kanallar arasındaki çapraz kazanç modülasyon etkisinin istatistiksel ortalamasını kullanır ve ışığı korumak için işlemde orta yoğunluklu bir sürekli dalga getirir, böylece amplifikatörün toplam kazancını sıkıştırır. Daha sonra kanallar arasındaki çapraz modülasyon etkisi azalır.
Yarıiletken optik amplifikatörler basit yapıya, kolay entegrasyona sahiptir ve farklı dalga boylarının optik sinyallerini yükseltebilir ve çeşitli lazer türlerinin entegrasyonunda yaygın olarak kullanılır. Şu anda, yarı iletken optik amplifikatörlere dayanan lazer entegrasyon teknolojisi olgunlaşmaya devam etmektedir, ancak aşağıdaki üç açıdan hala çabaların yapılması gerekmektedir. Birincisi, optik fiber ile birleştirme kaybını azaltmaktır. Yarıiletken optik amplifikatörün ana sorunu, fiber ile birleştirme kaybının büyük olmasıdır. Birleştirme verimliliğini artırmak için, yansıma kaybını en aza indirmek, ışının simetrisini iyileştirmek ve yüksek verimlilik bağlantısı elde etmek için bir bağlantı sistemine bir lens eklenebilir. İkincisi, yarı iletken optik amplifikatörlerin polarizasyon duyarlılığını azaltmaktır. Polarizasyon özelliği esas olarak olay ışığının polarizasyon duyarlılığını ifade eder. Yarıiletken optik amplifikatör özel olarak işlenmezse, kazancın etkili bant genişliği azaltılır. Kuantum kuyusu yapısı, yarı iletken optik amplifikatörlerin stabilitesini etkili bir şekilde iyileştirebilir. Yarı iletken optik amplifikatörlerin polarizasyon duyarlılığını azaltmak için basit ve üstün bir kuantum kuyu yapısı incelemek mümkündür. Üçüncüsü entegre sürecin optimizasyonudur. Şu anda, yarı iletken optik amplifikatörlerin ve lazerlerin entegrasyonu, teknik işlemede çok karmaşık ve hantaldır, bu da optik sinyal iletiminde ve cihaz yerleştirme kaybında büyük bir kayıpla sonuçlanır ve maliyet çok yüksektir. Bu nedenle, entegre cihazların yapısını optimize etmeye ve cihazların hassasiyetini geliştirmeye çalışmalıyız.
Optik iletişim teknolojisinde, optik amplifikasyon teknolojisi destekleyici teknolojilerden biridir ve yarı iletken optik amplifikatör teknolojisi hızla gelişmektedir. Şu anda, yarı iletken optik amplifikatörlerin performansı, özellikle dalga boyu bölümü çoğullama veya optik anahtarlama modları gibi yeni nesil optik teknolojilerin geliştirilmesinde büyük ölçüde geliştirilmiştir. Bilgi endüstrisinin geliştirilmesiyle, farklı bantlar ve farklı uygulamalar için uygun optik amplifikasyon teknolojisi sunulacak ve yeni teknolojilerin geliştirilmesi ve araştırılması kaçınılmaz olarak yarı iletken optik amplifikatör teknolojisinin gelişmeye ve gelişmeye devam etmesini sağlayacaktır.
Post süresi: 25 Şubat-2025