半导体光放大器

2021-02-22 17:43:05 浏览:838

定义

采用半导体增益介质的光放大器。

半导体光放大器是采用半导体增益介质的一种光放大器。它类似于一个激光二极管,其中低端的镜子被换成半反射涂层。信号光通过一个半导体单模波导传输,波导的横向维度为1-2微米,长度为0.5-2mm量级。波导模式与活性(放大)区域有很大的交叠,该区域是由电流泵浦的。注入电流在导带产生一定的载流子浓度,允许导带向价带的光学跃迁。峰值增益发生在光子能量稍大于带隙能量时。

SOAs通常以尾纤的形式用于电信系统中,工作波长在1300nm或者1500nm附近,提供约为30dB的增益。

与掺铒光纤放大器的比较

半导体放大技术可以与掺铒光纤放大器想比拟。二者主要的不同体现在:

1、装置更加紧凑,仅包含小的半导体芯片,有电子和光接口。

2、输出功率更小。

3、增益带宽更小,可以得到工作在不同波长区域的装置。

4、上能级寿命很短,因此储存的能量更少,泵浦功率或者信号功率变化纳秒(而不是毫秒)量级后增益就会相应的变化。增益的变化会引起相位的改变。

5、SOAs存在更强的非线性畸变,由于自相位调制和四波混频过程。它们通常是不利的,但是也可以用于光信号处理过程。

6、噪声系数更高。

7、放大过程对偏振态敏感。

垂直腔SOAs

一种特殊的SOAs是垂直腔SOA(VCSOA)。它与垂直腔表面发射激光器类似,但是顶层镜子反射率减小了从而不会达到激光阈值。一定的顶层反射率还是需要的,为了得到比较高的增益,因为单通道通过几个量子阱得到的增益相对较低,但是这也极大的降低了增益带宽。与普通的边发射SOAs相比,VCSOAs体积更加小,价格更便宜,并且在较低的驱动电流下工作。(通常的10mA的电流足够得到20dB的增益)另外,它们还可以被制作成阵列。

应用于信道转移

SOAs通常不仅仅应用于放大:它们还可以应用到光纤通信领域,基于非线性过程的应用例如饱和增益,或者交叉相位偏振,利用的是SOA中载流子浓度变化来得到变化的折射率。这些效应可用于波分复用系统中的信道转移(波长转换),调制格式转换,时钟恢复,信号再生和模式识别等。

参考文献

[1] Y. Yamamoto and T. Mukai, “Fundamentals of optical amplifiers”, Opt. Quantum Electron. 21, S1 (1989)
[2] N. A. Olsson, “Lightwave systems with optical amplifiers”, J. Lightwave Technol. LT-7, 1071 (1989)
[3] C. Schubert, R. Ludwig, and H.-G. Weber, “High-speed optical signal processing using semiconductor optical amplifiers”, J. Opt. Fiber Commun. Rep. 2, 171–208 (2004)
[4] W. Loh et al., “Noise figure of Watt-class ultralow-confinement semiconductor optical amplifiers”, IEEE J. Quantum Electron. 47 (1), 66 (2011)
[5] M. J. Conelly, Semiconductor Optical Amplifiers, Springer, 1st edn., 2002
[6] B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, Inc., New York (1991)
[7] P. Urquhart (ed.), Advances in Optical Amplifiers (open-access online edition available), InTech, Rijeka, Croatia (2011)

参阅:放大器、掺铒光纤放大器、半导体激光器、激光二极管

放大器

作          者: 泮桥成像光电商城

出          处: https://www.ipanqiao.com/entry/198

版          权:本文版权归泮桥成像光电商城所有

免责声明:本文中使用的部分文字内容与图片来自于网络,如有侵权,请联系作者进行删除。

转          载:欢迎转载,但必须保留上述声明;必须在文章中给出原文链接;否则必究法律责任。

Copyright © 2019-2022 南京超维景生物科技有限公司 版权所有 www.ipanqiao.com苏ICP备20009590号-1
联系我们
立即做合同
微信客服
电话咨询

400-998-9826

17302548620

快速留言

泮桥成像光电商城专业人员会在24小时之内联系您

关闭 提交