Nedir?yarı iletken optik yükseltici
Yarı iletken optik yükseltici, yarı iletken kazanç ortamı kullanan bir optik yükseltici türüdür. Alt ucundaki aynanın yarı yansıtıcı bir kaplama ile değiştirildiği lazer diyotuna benzer. Sinyal ışığı, yarı iletken tek modlu bir dalga kılavuzundan iletilir. Dalga kılavuzunun enine boyutu 1-2 mikrometre, uzunluğu ise 0,5-2 mm mertebesindedir. Dalga kılavuzu modu, akımla pompalanan aktif (yükseltme) bölgesiyle önemli ölçüde örtüşür. Enjekte edilen akım, iletim bandında belirli bir taşıyıcı konsantrasyonu oluşturarak iletim bandının değerlik bandına optik geçişine olanak tanır. Tepe kazancı, foton enerjisi bant aralığı enerjisinden biraz daha büyük olduğunda meydana gelir. SOA optik yükseltici, tipik olarak telekomünikasyon sistemlerinde pigtail şeklinde kullanılır ve yaklaşık 1300 nm veya 1500 nm çalışma dalga boyunda yaklaşık 30 dB kazanç sağlar.
OSOA yarı iletken optik yükselticiBu, gerinim kuantum kuyusu yapısına sahip bir PN eklem cihazıdır. Dışarıdan uygulanan ileri yönlü gerilim, dielektrik parçacıkların sayısını tersine çevirir. Dışarıdan gelen uyarıcı ışık girdikten sonra, uyarılmış radyasyon üretilir ve optik sinyallerin yükseltilmesi sağlanır. Yukarıdaki üç enerji transfer süreci de burada mevcuttur.SOA optik yükselticiOptik sinyallerin yükseltilmesi, uyarılmış emisyona dayanmaktadır. Uyarılmış soğurma ve uyarılmış emisyon süreçleri eş zamanlı olarak mevcuttur. Pompa ışığının uyarılmış soğurması, taşıyıcıların geri kazanımını hızlandırmak için kullanılabilir ve aynı zamanda elektrik pompası elektronları yüksek bir enerji seviyesine (iletkenlik bandı) gönderebilir. Kendiliğinden oluşan radyasyon yükseltildiğinde, yükseltilmiş kendiliğinden radyasyon gürültüsü oluşur. SOA optik yükseltici, yarı iletken çipler üzerine kuruludur.
Yarı iletken çipler, GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP ve InP/InAlGaAs gibi bileşik yarı iletkenlerden oluşur. Bunlar aynı zamanda yarı iletken lazerlerin yapımında kullanılan malzemelerdir. SOA'nın dalga kılavuzu tasarımı, lazerlerinkiyle aynı veya benzerdir. Fark, lazerlerin optik sinyalin salınımını üretmek ve sürdürmek için kazanç ortamı etrafında rezonans boşluğu oluşturması gerektiğinde yatmaktadır. Optik sinyal, çıkış verilmeden önce boşlukta birden fazla kez yükseltilir.SOA amplifikatörü(Burada tartıştığımız konu, çoğu uygulamada kullanılan seyahat dalgası yükselticileriyle sınırlıdır), ışığın kazanç ortamından yalnızca bir kez geçmesi gerekir ve geri yansıma minimum düzeydedir. SOA yükseltici yapısı üç alandan oluşur: Alan P, Alan I (aktif katman veya düğüm) ve Alan N. Aktif katman genellikle kuantum kuyularından oluşur ve bu da fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırabilir ve eşik akımını azaltabilir.
Şekil 1. Optik darbeler üretmek için entegre SOA'ya sahip fiber lazer.
Kanal transferine uygulanır.
SOA'lar genellikle sadece yükseltme için kullanılmaz: ayrıca optik fiber iletişim alanında, doygunluk kazancı veya çapraz faz polarizasyonu gibi doğrusal olmayan süreçlere dayalı uygulamalarda da kullanılabilirler; bu uygulamalar, SOA optik yükseltici içindeki taşıyıcı konsantrasyonunun değişimini kullanarak farklı kırılma indisleri elde etmeyi sağlar. Bu etkiler, dalga boyu bölmeli çoklama sistemlerinde kanal aktarımı (dalga boyu dönüştürme), modülasyon formatı dönüştürme, saat kurtarma, sinyal yeniden oluşturma ve desen tanıma vb. alanlarda uygulanabilir.
Optoelektronik entegre devre teknolojisindeki gelişmeler ve üretim maliyetlerinin düşmesiyle birlikte, temel yükselticiler, fonksiyonel optik cihazlar ve alt sistem bileşenleri olarak SOA yarı iletken optik yükselticilerin uygulama alanları genişlemeye devam edecektir.
Yayın tarihi: 23 Haz-2025