Akopolovodičový optický zosilňovačdosiahnuť zosilnenie?
Po príchode éry veľkokapacitnej komunikácie optických vlákien sa rýchlo vyvíjala technológia optickej zosilnenia.Optické zosilňovačeZosilnite vstupné optické signály založené na stimulovanom žiarení alebo stimulovanom rozptyle. Podľa pracovného princípu možno optické zosilňovače rozdeliť na polovodičové optické zosilňovače (SOA) azosilňovače optických vlákien. Medzi nimi,polovodičové optické zosilňovačesa široko používajú v optickej komunikácii na základe výhod širokého zosilnenia pásma, dobrej integrácie a rozsahu širokej vlnovej dĺžky. Skladajú sa z aktívnych a pasívnych oblastí a aktívna oblasť je regiónou. Keď svetelný signál prechádza aktívnou oblasťou, spôsobí, že elektróny strácajú energiu a vrátia sa do základného stavu vo forme fotónov, ktoré majú rovnakú vlnovú dĺžku ako svetelný signál, čím zosilňujú svetelný signál. Optický zosilňovač polovodiča premieňa polovodičový nosič do spätnej častice hnacím prúdom, zosilňuje injektovanú amplitúdu osiva a udržiava základné fyzikálne vlastnosti vstrekovaného osiva svetla, ako je polarizácia, šírka a frekvencia čiary. So nárastom pracovného prúdu sa výstupná optická sila zvyšuje aj v určitom funkčnom vzťahu.
Tento rast však nie je bez limitov, pretože polovodičové optické zosilňovače majú jav saturácie zisku. Fenomén ukazuje, že keď je vstupná optická sila konštantná, zisk sa zvyšuje so zvýšením koncentrácie vstrekovanej nosiča, ale keď je injekčná koncentrácia nosiča príliš veľká, zisk sa nasýti alebo dokonca zníži. Keď je koncentrácia vstreknutého nosiča konštantná, výstupný výkon sa zvyšuje so zvýšením vstupného výkonu, ale keď je vstupný optický výkon príliš veľký, miera spotreby nosiča spôsobená excitovaným žiarením je príliš veľká, čo má za následok nasýtenie zisku alebo pokles. Dôvodom javu saturácie zisku je interakcia medzi elektrónmi a fotónmi v materiáli aktívnej oblasti. Či už fotóny generované v ziskovom médiu alebo vonkajšie fotóny, rýchlosť, akou stimulované žiarenie spotrebuje nosičov, súvisí s rýchlosťou, akou nosiči dopĺňajú zodpovedajúcu úroveň energetiky v čase. Okrem stimulovaného žiarenia sa menia aj rýchlosť nosiča spotrebovaného inými faktormi, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú saturáciu zisku.
Pretože najdôležitejšou funkciou polovodičových optických zosilňovačov je lineárna amplifikácia, hlavne na dosiahnutie amplifikácie, môže sa použiť ako výkonové zosilňovače, zosilňovače riadkov a predzosilňovače v komunikačných systémoch. Na vysielacom konci sa polovodičový optický zosilňovač používa ako výkonový zosilňovač na zlepšenie výstupného výkonu na vysielacom konci systému, ktorý môže výrazne zvýšiť vzdialenosť relé systému systémového kmeňa. V prenosovom vedení môže byť polovodičový optický zosilňovač použitý ako zosilňovač lineárneho relé, takže vzdialenosť regeneratívnej relé prenosu sa môže opäť rozšíriť skokmi a hranicami. Na prijímacom konci sa môže polovodičový optický zosilňovač použiť ako predzosilňovač, ktorý môže výrazne zlepšiť citlivosť prijímača. Charakteristiky saturácie zosilnenia polovodičových optických zosilňovačov spôsobia, že zisk na bit súvisí s predchádzajúcou bitovou sekvenciou. Účinok vzoru medzi malými kanálmi sa môže tiež nazývať modulačným účinkom krížového zisku. Táto technika využíva štatistický priemer krížového modulačného účinku medzi viacerými kanálmi a zavádza v procese kontinuálnu vlnu strednej intenzity v procese na udržanie lúča, čím komprimuje celkový zisk zosilňovača. Potom sa zníži účinok modulácie medzi zistením medzi kanálmi.
Optické zosilňovače polovodičov majú jednoduchú štruktúru, ľahkú integráciu a môžu zosilniť optické signály rôznych vlnových dĺžok a široko sa používajú pri integrácii rôznych typov laserov. V súčasnosti je technológia laserovej integrácie založená na polovodičových optických zosilňovačoch neustále dozrievaná, ale úsilie je potrebné vynaložiť v nasledujúcich troch aspektoch. Jedným z nich je zníženie straty spojenia s optickým vláknom. Hlavným problémom polovodičového optického zosilňovača je, že strata spojenia s vláknom je veľká. Aby sa zlepšila účinnosť spojenia, je možné do spojovacieho systému pridať šošovku, aby sa minimalizovala strata odrazu, zlepšila symetriu lúča a dosiahla vysokú účinnosť. Druhým je zníženie citlivosti polarizácie polovodičových optických zosilňovačov. Polarizačná charakteristika sa týka hlavne citlivosti polarizácie dopadajúceho svetla. Ak nie je optický zosilňovač polovodiča špeciálne spracovaný, zníži sa účinná šírka pásma zisku. Štruktúra kvantovej jamky môže účinne zlepšiť stabilitu polovodičových optických zosilňovačov. Je možné študovať jednoduchú a vynikajúcu štruktúru kvantovej jamky, aby sa znížila citlivosť polarizácie polovodičových optických zosilňovačov. Tretím je optimalizácia integrovaného procesu. V súčasnosti je integrácia polovodičových optických zosilňovačov a laserov príliš komplikovaná a ťažkopádna pri technickom spracovaní, čo vedie k veľkej strate v prenose optického prenosu signálu a straty vkladania zariadení a náklady sú príliš vysoké. Preto by sme sa mali pokúsiť optimalizovať štruktúru integrovaných zariadení a zlepšiť presnosť zariadení.
V optickej komunikačnej technológii je technológia optickej zosilnenia jednou z podporných technológií a technológia polovodičového optického zosilňovača sa rýchlo vyvíja. V súčasnosti sa výkon polovodičových optických zosilňovačov výrazne zlepšil, najmä pri vývoji optických technológií novej generácie, ako je multiplexovanie vlnových dĺžok alebo režimy optického prepínania. S rozvojom informačného priemyslu sa zavedie technológia optickej zosilnenia vhodnej pre rôzne pásma a rôzne aplikácie a vývoj a výskum nových technológií nevyhnutne spôsobia, že technológia optického zosilňovača polovodičov bude naďalej rozvíjať a prosperovať.
Čas príspevku: február-2015