Hur gör dethalvledaroptisk förstärkareuppnå förstärkning?
Efter tillkomsten av era med stor kapacitet optisk fiberkommunikation har optisk amplifieringsteknologi utvecklats snabbt.Optiska förstärkareAmplifiera inmatningsoptiska signaler baserade på stimulerad strålning eller stimulerad spridning. Enligt arbetsprincipen kan optiska förstärkare delas upp i halvledaroptiska förstärkare (Soa) ochoptiska fiberförstärkare. Bland dem,halvledaroptiska förstärkareanvänds allmänt i optisk kommunikation på grund av fördelarna med brett förstärkningsband, bra integration och brett våglängdsområde. De består av aktiva och passiva regioner, och den aktiva regionen är förstärkningsområdet. När ljussignalen passerar genom det aktiva området får den elektronerna att förlora energi och återgå till marktillståndet i form av fotoner, som har samma våglängd som ljussignalen och därmed förstärker ljussignalen. Halvledarens optiska förstärkare omvandlar halvledarbäraren till den omvända partikeln genom den drivande strömmen, förstärker den injicerade frö -ljusamplituden och upprätthåller de grundläggande fysiska egenskaperna hos det injicerade fröljuset såsom polarisering, linjebredd och frekvens. Med ökningen av arbetsströmmen ökar också utgångsoptisk kraft i en viss funktionell relation.
Men denna tillväxt är inte utan gränser, eftersom halvledaroptiska förstärkare har ett förstärkningsfenomen. Fenomenet visar att när ingångens optiska kraft är konstant ökar förstärkningen med ökningen av den injicerade bärarkoncentrationen, men när den injicerade bärarkoncentrationen är för stor kommer förstärkningen att mättas eller till och med minska. När koncentrationen av den injicerade bäraren är konstant ökar utgångseffekten med ökningen av ingångseffekten, men när ingångsoptisk effekt är för stor, är bärarkonsumtionshastigheten orsakad av upphetsad strålning för stor, vilket resulterar i förstärkning eller nedgång. Anledningen till förstärkningsmättnadsfenomenet är interaktionen mellan elektroner och fotoner i det aktiva regionmaterialet. Oavsett om fotonerna som genereras i förstärkningsmediet eller de externa fotonerna, är hastigheten med vilken den stimulerade strålningen konsumerar bärarna relaterade till den hastighet med vilken bärarna fyller till motsvarande energinivå i tiden. Förutom den stimulerade strålningen förändras bäraren som konsumeras av andra faktorer också, vilket påverkar förstärkningens mättnad negativt.
Eftersom den viktigaste funktionen av halvledaroptiska förstärkare är linjär amplifiering, främst för att uppnå amplifiering, kan den användas som kraftförstärkare, linjeförstärkare och förförstärkare i kommunikationssystem. I den sändande änden används halvledaroptisk förstärkare som en kraftförstärkare för att förbättra utgångseffekten vid systemets sändande ände, vilket kan öka reläavståndet för systemstammen. I transmissionslinjen kan halvledaroptisk förstärkare användas som en linjär reläförstärkare, så att transmissionsregenerativt reläavstånd kan förlängas igen med språng. I den mottagande änden kan halvledarens optiska förstärkare användas som en förförstärkare, vilket kan förbättra mottagarens känslighet kraftigt. Förstärkningsmättnadsegenskaperna för halvledaroptiska förstärkare kommer att göra att förstärkningen per bit är relaterad till den föregående bitsekvensen. Mönstereffekten mellan små kanaler kan också kallas korsmoduleringseffekt. Denna teknik använder det statistiska genomsnittet av tvärförstärkningseffekt mellan flera kanaler och introducerar en kontinuerlig våg med medelintensitet i processen för att upprätthålla strålen, vilket komprimerar förstärkarens totala förstärkning. Därefter reduceras tvärförvaltningseffekten mellan kanaler.
Halvledarens optiska förstärkare har enkel struktur, enkel integration och kan förstärka optiska signaler med olika våglängder och används allmänt vid integration av olika typer av lasrar. För närvarande fortsätter laserintegrationstekniken baserad på halvledaroptiska förstärkare att mogna, men ansträngningar måste fortfarande göras i följande tre aspekter. Den ena är att minska kopplingsförlusten med den optiska fibern. Det huvudsakliga problemet med halvledarens optiska förstärkare är att kopplingsförlusten med fibern är stor. För att förbättra kopplingseffektiviteten kan en lins läggas till kopplingssystemet för att minimera reflektionsförlusten, förbättra strålens symmetri och uppnå hög effektivitetskoppling. Den andra är att minska polarisationskänsligheten för halvledarens optiska förstärkare. Polarisationskarakteristiken hänvisar huvudsakligen till polarisationskänsligheten för det infallande ljuset. Om halvledaroptisk förstärkare inte är speciellt bearbetad kommer den effektiva bandbredden för förstärkningen att minskas. Kvantbrunnsstruktur kan effektivt förbättra stabiliteten hos halvledaroptiska förstärkare. Det är möjligt att studera en enkel och överlägsen kvantbrunnsstruktur för att minska polarisationskänsligheten för halvledaroptiska förstärkare. Den tredje är optimeringen av den integrerade processen. För närvarande är integrationen av halvledaroptiska förstärkare och lasrar för komplicerad och besvärlig i teknisk bearbetning, vilket resulterar i en stor förlust i optisk signalöverföring och insättningsförlust för enheter, och kostnaden är för hög. Därför bör vi försöka optimera strukturen för integrerade enheter och förbättra enheterna för enheter.
Inom optisk kommunikationsteknologi är optisk amplifieringsteknik en av de stödjande teknologierna, och halvledare optisk förstärkarteknologi utvecklas snabbt. För närvarande har prestandan för halvledaroptiska förstärkare förbättrats kraftigt, särskilt i utvecklingen av ny generation optisk teknik såsom våglängdsdelning multiplexering eller optiska växlingslägen. Med utvecklingen av informationsbranschen kommer den optiska förstärkningstekniken som är lämplig för olika band och olika applikationer att introduceras, och utvecklingen och forskningen av ny teknik kommer oundvikligen att göra halvledarens optiska förstärkarteknologi att fortsätta utvecklas och blomstra.
Inläggstid: februari-25-2025