Jak to się dziejePółprzewodnikowy wzmacniacz optycznyosiągnąć wzmocnienie?
Po nadejściu ery komunikacji światłowodowej o dużej pojemności, technologia wzmocnienia optycznego szybko się rozwijała.Wzmacniacze optyczneWzmacniaj wejściowe sygnały optyczne na podstawie stymulowanego promieniowania lub stymulowanego rozpraszania. Zgodnie z zasadą roboczą wzmacniacze optyczne można podzielić na półprzewodnikowe wzmacniacze optyczne (SOA) IWzmacniacze światłowodowe. Wśród nich,półprzewodnikowe wzmacniacze optycznesą szeroko stosowane w komunikacji optycznej dzięki zaletom szerokiego pasma wzmocnienia, dobrej integracji i szerokiej długości fali. Składają się one z regionów aktywnych i pasywnych, a region aktywny jest region wzmocnienia. Gdy sygnał światła przechodzi przez obszar aktywny, powoduje, że elektrony tracą energię i wraca do stanu uziemienia w postaci fotonów, które mają taką samą długość fali jak sygnał światła, wzmacniając w ten sposób sygnał światła. Półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny przekształca nośnik półprzewodnikowy w odwrotną cząstkę przez prąd napędowy, wzmacnia amplitudę wstrzykniętą światła nasion i zachowuje podstawowe charakterystyki fizyczne wstrzykniętego światła nasion, takie jak polaryzacja, szerokość linii i częstotliwość. Wraz ze wzrostem prądu roboczego moc wyjściowa optyczna również wzrasta w pewnej zależności funkcjonalnej.
Ale ten wzrost nie jest pozbawiony granic, ponieważ półprzewodnikowe wzmacniacze optyczne mają zjawisko nasycenia wzmocnienia. Zjawisko to pokazuje, że gdy wejściowa moc optyczna jest stała, wzmocnienie wzrasta wraz ze wzrostem stężenia wstrzykniętego nośnika, ale gdy stężenie wstrzyknięcia nośnika jest zbyt duże, wzmocnienie nasyci się lub nawet zmniejszy. Gdy stężenie wstrzykniętego nośnika jest stałe, moc wyjściowa wzrasta wraz ze wzrostem mocy wejściowej, ale gdy wejściowa moc optyczna jest zbyt duża, szybkość zużycia nośnika spowodowana przez wzbudzone promieniowanie jest zbyt duże, co powoduje nasycenie lub spadek wzrostu. Przyczyną zjawiska nasycenia wzmocnienia jest interakcja między elektronami i fotonami w materiale regionu aktywnego. Niezależnie od tego, czy fotony wygenerowane w medium wzmocnienia czy fotonów zewnętrznych, szybkość, z jaką stymulowane promieniowanie zużywa nośniki, jest związane z szybkością, z jaką nosiciele uzupełniają odpowiedni poziom energii w czasie. Oprócz stymulowanego promieniowania, wskaźnik nośnika spożywany przez inne czynniki również się zmienia, co negatywnie wpływa na nasycenie.
Ponieważ najważniejszą funkcją półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych jest wzmocnienie liniowe, głównie w celu osiągnięcia wzmocnienia, może być stosowana jako wzmacniacze mocy, wzmacniacze liniowe i przedwzmacniacze w systemach komunikacyjnych. Na końcu transmisji półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny jest używany jako wzmacniacz mocy w celu zwiększenia mocy wyjściowej na końcu transmisji systemu, co może znacznie zwiększyć odległość przekaźnika pnia systemowego. W linii przesyłowej wzmacniacz optyczny półprzewodnikowy może być używany jako liniowy wzmacniacz przekaźnika, aby odległość przekaźnika regeneracyjnego transmisji można było ponownie rozszerzyć za pomocą skoków i granic. Na końcu odbierania półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny może być używany jako przedwzmacniacz, który może znacznie poprawić wrażliwość odbiornika. Charakterystyka nasycenia wzmocnienia półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych spowoduje powiązanie wzmocnienia na bit z poprzednią sekwencją bitów. Efekt wzorca między małymi kanałami można również nazwać efektem modulacji krzyżowej. Ta technika wykorzystuje średnią statystyczną efektu modulacji krzyżowej między wieloma kanałami i wprowadza falę ciągłej intensywności średniej w procesie w celu utrzymania wiązki, w ten sposób kompresuj całkowity wzmocnienie wzmacniacza. Wówczas efekt modulacji między kanałami jest zmniejszony.
Półprzewodnikowe wzmacniacze optyczne mają prostą strukturę, łatwą integrację i mogą wzmacniać sygnały optyczne o różnych długościach fali i są szeroko stosowane w integracji różnych rodzajów laserów. Obecnie technologia integracji laserowej oparta na półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych nadal dojrzewa, ale nadal należy podejmować wysiłki w następujących trzech aspektach. Jednym z nich jest zmniejszenie utraty sprzężenia z światłowodem. Głównym problemem półprzewodnikowego wzmacniacza optycznego jest to, że utrata sprzęgania z włóknem jest duża. Aby poprawić wydajność sprzęgania, do systemu sprzęgania można dodać soczewkę, aby zminimalizować utratę odbicia, poprawić symetrię wiązki i osiągnąć sprzężenie o wysokiej wydajności. Drugim jest zmniejszenie czułości polaryzacji wzmacniaczy optycznych półprzewodnikowych. Charakterystyka polaryzacji odnosi się głównie do wrażliwości polaryzacji padającego światła. Jeśli półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny nie zostanie specjalnie przetworzony, skuteczna przepustowość wzmocnienia zostanie zmniejszona. Struktura studni kwantowych może skutecznie poprawić stabilność półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych. Możliwe jest zbadanie prostej i doskonałej struktury odwiertu kwantowego w celu zmniejszenia czułości polaryzacji półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych. Trzeci to optymalizacja procesu zintegrowanego. Obecnie integracja półprzewodnikowych wzmacniaczy i laserów jest zbyt skomplikowana i uciążliwa w przetwarzaniu technicznym, co powoduje dużą utratę optycznej transmisji sygnału i utraty wstawiania urządzenia, a koszt jest zbyt wysoki. Dlatego powinniśmy starać się zoptymalizować strukturę zintegrowanych urządzeń i poprawić precyzję urządzeń.
W technologii komunikacji optycznej technologia wzmocnienia optycznego jest jedną z technologii wspierających, a technologia wzmacniacza optycznego półprzewodnika szybko się rozwija. Obecnie wydajność półprzewodnikowych wzmacniaczy optycznych została znacznie ulepszona, szczególnie w rozwoju technologii optycznych nowej generacji, takich jak multipleksowanie podziału długości fali lub tryby przełączania optycznego. Wraz z opracowaniem branży informacyjnej wprowadzona zostanie technologia wzmocnienia optycznego odpowiednią dla różnych pasm i różnych zastosowań, a rozwój i badania nowych technologii nieuchronnie sprawi, że technologia wzmacniacza optycznego półprzewodnika będzie się rozwijać i prosperować.
Czas po: 25-2025 lutego