Како полупроводничкиот оптички засилувач постигнува засилување?

Какополупроводнички оптички засилувачпостигне засилување?

По доаѓањето на ерата на комуникација со голем капацитет преку оптички влакна, технологијата за оптичко засилување брзо се разви.Оптички засилувачизасилуваат влезни оптички сигнали врз основа на стимулирано зрачење или стимулирано расејување. Според принципот на работа, оптичките засилувачи можат да се поделат на полупроводнички оптички засилувачи (СОА) изасилувачи со оптички влакнаМеѓу нив,полупроводнички оптички засилувачисе широко користени во оптичката комуникација поради предностите на широкиот опсег на засилување, добрата интеграција и широкиот опсег на бранова должина. Тие се составени од активни и пасивни региони, а активниот регион е регионот на засилување. Кога светлосниот сигнал поминува низ активниот регион, тоа предизвикува електроните да изгубат енергија и да се вратат во основната состојба во форма на фотони, кои имаат иста бранова должина како и светлосниот сигнал, со што се засилува светлосниот сигнал. Полупроводничкиот оптички засилувач го претвора полупроводничкиот носач во обратна честичка преку погонската струја, ја засилува амплитудата на инјектираната почетна светлина и ги одржува основните физички карактеристики на инјектираната почетна светлина, како што се поларизацијата, ширината на линијата и фреквенцијата. Со зголемувањето на работната струја, излезната оптичка моќност исто така се зголемува во одредена функционална врска.

Но, овој раст не е без граници, бидејќи полупроводничките оптички засилувачи имаат феномен на сатурација на засилување. Феноменот покажува дека кога влезната оптичка моќност е константна, засилувањето се зголемува со зголемување на концентрацијата на инјектираниот носач, но кога концентрацијата на инјектираниот носач е преголема, засилувањето ќе се засити или дури и ќе се намали. Кога концентрацијата на инјектираниот носач е константна, излезната моќност се зголемува со зголемување на влезната моќност, но кога влезната оптичка моќност е преголема, стапката на потрошувачка на носачот предизвикана од возбуденото зрачење е преголема, што резултира со сатурација или намалување на засилувањето. Причината за феноменот на сатурација на засилувањето е интеракцијата помеѓу електроните и фотоните во материјалот на активниот регион. Без разлика дали се работи за фотони генерирани во медиумот за засилување или за надворешни фотони, стапката со која стимулираното зрачење ги троши носачите е поврзана со стапката со која носачите се надополнуваат до соодветното ниво на енергија со текот на времето. Покрај стимулираното зрачење, стапката на носачи потрошена од други фактори исто така се менува, што негативно влијае на сатурацијата на засилувањето.

Бидејќи најважната функција на полупроводничките оптички засилувачи е линеарното засилување, главно за постигнување засилување, тие можат да се користат како засилувачи на моќност, линиски засилувачи и претпојачувачи во комуникациските системи. На предавателниот крај, полупроводничкиот оптички засилувач се користи како засилувач на моќност за да се зголеми излезната моќност на предавателниот крај на системот, што може значително да го зголеми растојанието на релето на системот. Во преносната линија, полупроводничкиот оптички засилувач може да се користи како линеарен релеен засилувач, така што растојанието на регенеративното реле на преносот може повторно да се продолжи со скокови. На приемниот крај, полупроводничкиот оптички засилувач може да се користи како претпојачувач, што значително може да ја подобри чувствителноста на приемникот. Карактеристиките на сатурација на засилувањето на полупроводничките оптички засилувачи ќе предизвикаат засилувањето по бит да биде поврзано со претходната низа битови. Ефектот на шемата помеѓу малите канали може да се нарече и ефект на модулација на вкрстено засилување. Оваа техника го користи статистичкиот просек на ефектот на модулација на вкрстено засилување помеѓу повеќе канали и воведува континуиран бран со среден интензитет во процесот за да го одржи зракот, со што се компресира вкупното засилување на засилувачот. Потоа ефектот на модулација на вкрстено засилување помеѓу каналите се намалува.

Полупроводничките оптички засилувачи имаат едноставна структура, лесна интеграција и можат да засилат оптички сигнали со различни бранови должини, и се широко користени во интеграцијата на различни видови ласери. Во моментов, технологијата за ласерска интеграција базирана на полупроводнички оптички засилувачи продолжува да созрева, но сè уште треба да се направат напори во следните три аспекти. Првиот е да се намали загубата на спојување со оптичкото влакно. Главниот проблем на полупроводничкиот оптички засилувач е тоа што загубата на спојување со влакното е голема. За да се подобри ефикасноста на спојувањето, може да се додаде леќа во системот за спојување за да се минимизира загубата на рефлекција, да се подобри симетријата на зракот и да се постигне високо ефикасно спојување. Вториот е да се намали чувствителноста на поларизација на полупроводничките оптички засилувачи. Карактеристиката на поларизација главно се однесува на чувствителноста на поларизација на инцидентната светлина. Ако полупроводничкиот оптички засилувач не е специјално обработен, ефективниот пропусен опсег на засилувањето ќе се намали. Квантната структура на бунарот може ефикасно да ја подобри стабилноста на полупроводничките оптички засилувачи. Можно е да се проучи едноставна и супериорна структура на квантниот бунар за да се намали чувствителноста на поларизација на полупроводничките оптички засилувачи. Третиот е оптимизација на интегрираниот процес. Во моментов, интеграцијата на полупроводнички оптички засилувачи и ласери е премногу комплицирана и гломазна во техничката обработка, што резултира со големи загуби во преносот на оптички сигнал и загуба при вметнување во уредот, а цената е превисока. Затоа, треба да се обидеме да ја оптимизираме структурата на интегрираните уреди и да ја подобриме прецизноста на уредите.

Во оптичката комуникациска технологија, технологијата за оптичко засилување е една од придружните технологии, а технологијата за полупроводнички оптички засилувачи брзо се развива. Во моментов, перформансите на полупроводничките оптички засилувачи се значително подобрени, особено во развојот на оптички технологии од новата генерација, како што се мултиплексирање со бранова должина или режими на оптичко префрлување. Со развојот на информатичката индустрија, ќе се воведе технологија за оптичко засилување погодна за различни опсези и различни апликации, а развојот и истражувањето на нови технологии неизбежно ќе ја направат технологијата за полупроводнички оптички засилувачи да продолжи да се развива и да напредува.