Optik yükselticiSeri: Yarı İletken Optik Amplifikatörlere Giriş
Yarı iletken optik yükseltici(SOA), yarı iletken kazanç ortamlarına dayalı bir optik yükselticidir. Esasen, uç aynası yansıma önleyici bir filmle değiştirilmiş, fiber bağlantılı bir yarı iletken lazer tüpüne benzer; uç yansıtıcılığını daha da azaltmak için eğimli dalga kılavuzları kullanılabilir. Sinyal ışığı genellikle 1-2 μm yanal boyuta ve yaklaşık 0,5-2 mm uzunluğa sahip bir yarı iletken tek modlu dalga kılavuzundan iletilir. Dalga kılavuzu modu, akımla pompalanan aktif (yükseltme) bölgesiyle önemli ölçüde örtüşür. Akım enjekte edilmesi, iletim bandında belirli bir taşıyıcı yoğunluğu oluşturarak, iletim bandından değerlik bandına optik geçişlere olanak tanır. Maksimum kazanç, bant aralığı enerjisinin biraz üzerinde foton enerjilerinde meydana gelir.
Yarıiletken optik yükselticinin çalışma prensibi
Yarıiletken optik yükselticiler(SOA(Bunlar, uyarılmış emisyon yoluyla gelen ışık sinyallerini yükseltirler ve mekanizmaları yarı iletken lazerlerinkiyle aynıdır.)SOA optik yükselticiBu, geri besleme içermeyen bir yarı iletken lazerdir ve temel amacı, yarı iletken optik yükselticinin optik veya elektriksel olarak uyarılması sırasında parçacık sayısını tersine çevirerek optik kazanç elde etmektir.
ÇeşitleriSOA Yarı İletken optik yükseltici
SOA'nın müşteri sistemlerindeki rolüne göre dört kategoriye ayrılabilir: seri, güçlendirici, anahtarlamalı SOA ve ön yükseltici.
1. Doğrudan yerleştirme: daha yüksek kazanç, orta düzeyde Psat; daha düşük NF ve daha düşük PDG, genellikle polarizasyondan bağımsız SOA ile ilişkilidir.
2. Geliştirici: Daha yüksek Psat, daha düşük kazanç, genellikle polarizasyona bağlıdır;
3. Switch: daha yüksek sönme oranı ve daha hızlı yükselme/düşme süresi;
4. Ön yükseltici: Daha uzun iletim mesafeleri, daha düşük gürültü faktörü ve daha yüksek kazanç için uygundur.
SOA yarı iletken optik yükselticinin avantajları
SOA'nın bant genişliği dahilinde sağladığı optik kazanç, gelen optik sinyalin dalga boyundan nispeten bağımsızdır.
Optik pompalama yerine, akımı yükseltilmiş bir pompa sinyali olarak enjekte edin.
Kompakt boyutu sayesinde SOA, tek bir düzlemsel alt tabaka üzerinde birden fazla dalga kılavuzlu fotonik cihazla entegre edilebilir.
4. Bunlar diyot lazerlerle aynı teknolojiyi kullanırlar.
SOA, 1300 nm ve 1550 nm iletişim spektral bantlarında, daha geniş bir bant genişliğiyle (100 nm'ye kadar) çalışabilir.
6. Optik alıcı ucunda ön yükseltici olarak görev yapacak şekilde yapılandırılabilir ve entegre edilebilirler.
SOA, WDM optik ağlarında basit bir mantık kapısı olarak kullanılabilir.
SOA yarı iletken optik yükselticinin sınırlamaları
SOA, fiber optik iletişim bağlantılarında tek kanallı çalışma için genellikle yeterli olan, onlarca milivat (mW) seviyesine kadar optik çıkış gücü sağlayabilir. Bununla birlikte, WDM sistemleri kanal başına birkaç mW'a kadar güç gerektirebilir.
2. SOA entegre çiplerine giren ve çıkan optik fiberlerin bağlantısı genellikle sinyal kaybına neden olduğundan, SOA'nın bu kaybın aktif bölgenin giriş/çıkış yönleri üzerindeki etkisini en aza indirmek için ek optik kazanç sağlaması gerekir.
SOA, giriş optik sinyallerinin polarizasyonuna karşı son derece hassastır.
4. Aktif ortamlarda fiber amplifikatörlere göre daha yüksek gürültü seviyeleri üretirler.
WDM uygulamalarında gerektiği gibi birden fazla optik kanal güçlendirilirse, SOA ciddi çapraz karışmaya neden olur.
Yayın tarihi: 24 Şubat 2025