Nedir?yarı iletken optik amplifikatör
Yarı iletken optik amplifikatör, yarı iletken bir kazanç ortamı kullanan bir tür optik amplifikatördür. Alt uçtaki aynanın yarı yansıtıcı bir kaplama ile değiştirildiği bir lazer diyotuna benzer. Sinyal ışığı, yarı iletken tek modlu bir dalga kılavuzu aracılığıyla iletilir. Dalga kılavuzunun enine boyutu 1-2 mikron ve uzunluğu 0,5-2 mm mertebesindedir. Dalga kılavuzu modu, akım tarafından pompalanan aktif (amplifikasyon) bölgeyle 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 amplifikatör, genellikle telekomünikasyon sistemlerinde pigtail formunda kullanılır ve çalışma dalga boyu yaklaşık 1300 nm veya 1500 nm olup yaklaşık 30 dB kazanç sağlar.
TheSOA yarı iletken optik amplifikatörGerinim kuantum kuyusu yapısına sahip bir PN bağlantı cihazıdır. Dış ileri besleme, dielektrik parçacık sayısını tersine çevirir. Dış uyarma ışığı girdikten sonra, uyarılmış radyasyon üretilir ve optik sinyallerin yükseltilmesi sağlanır. Yukarıdaki üç enerji aktarım sürecinin tümü,SOA optik amplifikatörOptik sinyallerin yükseltilmesi, uyarılmış emisyona dayanır. Uyarılmış emilim ve uyarılmış emisyon süreçleri aynı anda gerçekleşir. Pompa ışığının uyarılmış emilimi, taşıyıcıların geri kazanımını hızlandırmak için kullanılabilir ve aynı zamanda elektrik pompası elektronları yüksek bir enerji seviyesine (iletkenlik bandına) gönderebilir. Kendiliğinden radyasyon yükseltildiğinde, yükseltilmiş kendiliğinden radyasyon gürültüsü oluşur. SOA optik amplifikatörü, yarı iletken yongalara dayanmaktadır.
Yarı iletken yongalar, 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. Aradaki fark, lazerlerin optik sinyal salınımını oluşturmak ve sürdürmek için kazanç ortamının etrafında rezonanslı bir boşluk oluşturması gerektiğidir. Optik sinyal, çıkışa aktarılmadan önce boşlukta birkaç kez yükseltilir.SOA amplifikatörü(Burada tartıştığımız konu, çoğu uygulamada kullanılan hareketli dalga yükselteçleriyle sınırlıdır), ışığın kazanç ortamından yalnızca bir kez geçmesi gerekir ve geri yansıma minimum düzeydedir. SOA yükselteç yapısı üç alandan oluşur: Alan P, Alan I (aktif katman veya düğüm) ve Alan N. Aktif katman genellikle fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırabilen ve eşik akımını azaltabilen kuantum kuyularından oluşur.
Şekil 1 Optik darbeler üretmek için entegre SOA'ya sahip fiber lazer
Kanal transferine uygulandı
SOA'lar genellikle yalnızca amplifikasyon için uygulanmaz: aynı zamanda optik fiber iletişim alanında, doygunluk kazancı veya çapraz faz polarizasyonu gibi doğrusal olmayan işlemlere dayalı uygulamalarda da kullanılabilirler. Bu uygulamalar, SOA optik amplifikatöründeki taşıyıcı konsantrasyonunun değişimini kullanarak farklı kırılma indisleri elde eder. Bu etkiler, dalga boyu bölmeli çoğullama sistemlerinde kanal aktarımı (dalga boyu dönüşümü), modülasyon formatı dönüşümü, saat kurtarma, sinyal rejenerasyonu ve desen tanıma vb. için de uygulanabilir.
Optoelektronik entegre devre teknolojisinin ilerlemesi ve üretim maliyetlerinin düşmesiyle birlikte, SOA yarı iletken optik amplifikatörlerin temel amplifikatör, fonksiyonel optik cihaz ve alt sistem bileşeni olarak uygulama alanları giderek genişleyecektir.
Gönderi zamanı: 23 Haz 2025