Wat ass en opteschen Halbleiterverstärker

Wat ass eHalbleiter-opteschen Verstärker

En opteschen Halbleiterverstärker ass eng Zort opteschen Verstärker, deen e Halbleiterverstärkungsmedium benotzt. Et ass ähnlech wéi eng Laserdiod, bei där de Spigel um ënneschten Enn duerch eng hallefreflektiv Beschichtung ersat ass. D'Signalliicht gëtt duerch e Hallefleet-Eenmodus-Wellenleiter iwwerdroen. Déi transversal Dimensioun vum Wellenleiter ass 1-2 Mikrometer an seng Längt ass an der Gréisstenuerdnung vun 0,5-2 mm. De Wellenleitermodus huet eng bedeitend Iwwerlappung mat der aktiver (Verstärkungs-) Regioun, déi vum Stroum gepompelt gëtt. De injizéierte Stroum generéiert eng gewëssen Trägerkonzentratioun am Leetungsband, wat den opteschen Iwwergang vum Leetungsband an d'Valenzband erméiglecht. De Peak-Gewënn trëtt op, wann d'Photonenenergie liicht méi grouss ass wéi d'Bandlückenenergie. En opteschen SOA-Verstärker gëtt typescherweis an Telekommunikatiounssystemer a Form vu Pigtails benotzt, mat enger Betribswellelängt vu ronn 1300 nm oder 1500 nm, wat ongeféier 30 dB Gewënn liwwert.

DenSOA Halbleiter Opteschen Verstärkerass en PN-Verbindungsapparat mat enger Dehnungsquantum-Well-Struktur. Déi extern Virwärtsvirspannung dréit d'Zuel vun den dielektresche Partikelen ëm. Nodeems dat externt Anregungsliicht erantrëtt, gëtt stimuléiert Stralung generéiert, wat d'Verstäerkung vun optesche Signaler erreecht. All déi dräi uewe genannten Energietransferprozesser existéieren anSOA opteschen VerstärkerD'Verstäerkung vun optesche Signaler baséiert op stimuléierter Emissioun. Déi stimuléiert Absorptioun an déi stimuléiert Emissiounsprozesser existéieren gläichzäiteg. Déi stimuléiert Absorptioun vum Pompelliicht kann benotzt ginn, fir d'Erhuelung vun den Träger ze beschleunegen, an zur selwechter Zäit kann d'Elektropump Elektronen op en héicht Energieniveau (Leitungsband) schécken. Wann spontan Stralung verstäerkt gëtt, bildt se verstäerkt spontan Stralungsrauschen. En opteschen SOA-Verstärker baséiert op Hallefleederchips.

Hallefleiterchips bestinn aus zesummegesate Hallefleiter, wéi GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP an InP/InAlGaAs, etc. Dëst sinn och d'Materialien fir d'Hierstellung vu Hallefleiterlaser. Den Design vu Wellenleiter vun SOA ass dee selwechten oder ähnlech wéi dee vu Laser. Den Ënnerscheed läit doran, datt Laser eng resonant Kavitéit ronderëm de Verstärkungsmedium musse bilden, fir d'Oszillatioun vum optesche Signal ze generéieren an z'erhalen. Den optesche Signal gëtt e puermol an der Kavitéit verstäerkt, ier en ausgestraalt gëtt. AnSOA-Verstärker(wat mir hei diskutéieren ass limitéiert op déi Wanderwellenverstärker, déi an de meeschte Uwendungen benotzt ginn), d'Liicht muss nëmmen eemol duerch de Verstärkungsmedium goen, an d'Réckreflexioun ass minimal. D'SOA-Verstärkerstruktur besteet aus dräi Beräicher: Beräich P, Beräich I (aktiv Schicht oder Knuet) a Beräich N. Déi aktiv Schicht besteet normalerweis aus Quantequellen, déi d'photoelektresch Konversiounseffizienz verbesseren an de Schwellstroum reduzéieren kënnen.

Figur 1 Faserlaser mat integréiertem SOA fir d'Generéierung vun opteschen Impulser

Ugewandt fir Kanaltransfer

SOAe ginn normalerweis net nëmme fir d'Verstärkung ugewannt: si kënnen och am Beräich vun der optescher Faserkommunikatioun benotzt ginn, Uwendungen baséiert op netlineare Prozesser wéi Sättigungsverstärkung oder Phasenpolariséierung, déi d'Variatioun vun der Trägerkonzentratioun am SOA-opteschen Verstärker benotzen, fir variéierend Breechungsindizes ze kréien. Dës Effekter kënnen op Kanaltransfer (Wellenlängtenkonversioun), Modulatiounsformatkonversioun, Taktgewinnung, Signalregeneratioun a Mustererkennung, etc. a Wellenlängtenmultiplexingsystemer ugewannt ginn.

Mat dem Fortschrëtt vun der optoelektronescher integréierter Schaltungstechnologie an der Reduktioun vun de Produktiounskäschten, wäerten d'Applikatiounsfelder vum SOA-Hallefleeder-opteschen Verstärker als Basisverstärker, funktionell optesch Apparater a Subsystemkomponenten weider ausbauen.