Hoe bereik 'n halfgeleier optiese versterker versterking?

Hoe werkhalfgeleier optiese versterkerversterking bereik?

Na die koms van die era van grootkapasiteit optiese veselkommunikasie het optiese versterkingstegnologie vinnig ontwikkel.Optiese versterkersversterk inset optiese seine gebaseer op gestimuleerde straling of gestimuleerde verstrooiing. Volgens die werkbeginsel kan optiese versterkers verdeel word in halfgeleier optiese versterkers (SOA) enoptiese vesel versterkersOnder hulle,halfgeleier optiese versterkersword wyd gebruik in optiese kommunikasie op grond van die voordele van 'n wye versterkingsband, goeie integrasie en 'n wye golflengtebereik. Hulle bestaan ​​uit aktiewe en passiewe streke, en die aktiewe gebied is die versterkingsgebied. Wanneer die ligsein deur die aktiewe gebied beweeg, veroorsaak dit dat die elektrone energie verloor en terugkeer na die grondtoestand in die vorm van fotone, wat dieselfde golflengte as die ligsein het, en sodoende die ligsein versterk. Die halfgeleier-optiese versterker skakel die halfgeleierdraer om in die omgekeerde deeltjie deur die dryfstroom, versterk die ingespuite saadlig-amplitude en handhaaf die basiese fisiese eienskappe van die ingespuite saadlig soos polarisasie, lynwydte en frekwensie. Met die toename van die werkstroom neem die uitset optiese krag ook toe in 'n sekere funksionele verhouding.

Maar hierdie groei is nie sonder perke nie, want halfgeleier optiese versterkers het 'n versterkingsversadigingsverskynsel. Die verskynsel toon dat wanneer die inset optiese krag konstant is, die versterking toeneem met die toename van die ingespuite draerkonsentrasie, maar wanneer die ingespuite draerkonsentrasie te groot is, sal die versterking versadig of selfs afneem. Wanneer die konsentrasie van die ingespuite draer konstant is, neem die uitsetkrag toe met die toename van die insetkrag, maar wanneer die inset optiese krag te groot is, is die draerverbruikstempo wat veroorsaak word deur opgewekte straling te groot, wat lei tot versterkingsversadiging of -afname. Die rede vir die versterkingsversadigingsverskynsel is die interaksie tussen elektrone en fotone in die aktiewe gebiedmateriaal. Of dit nou fotone is wat in die versterkingsmedium gegenereer word of die eksterne fotone, die tempo waarteen die gestimuleerde straling die draers verbruik, hou verband met die tempo waarteen die draers oor tyd tot die ooreenstemmende energievlak aanvul. Benewens die gestimuleerde straling, verander die draertempo wat deur ander faktore verbruik word ook, wat versterkingsversadiging nadelig beïnvloed.

Aangesien die belangrikste funksie van halfgeleier optiese versterkers lineêre versterking is, hoofsaaklik om versterking te bereik, kan dit as kragversterkers, lynversterkers en voorversterkers in kommunikasiestelsels gebruik word. Aan die senderkant word die halfgeleier optiese versterker as 'n kragversterker gebruik om die uitsetkrag aan die senderkant van die stelsel te verbeter, wat die relaisafstand van die stelseltrunk aansienlik kan verhoog. In die transmissielyn kan die halfgeleier optiese versterker as 'n lineêre relaisversterker gebruik word, sodat die transmissie-regeneratiewe relaisafstand weer met rasse skrede verleng kan word. Aan die ontvangkant kan die halfgeleier optiese versterker as 'n voorversterker gebruik word, wat die sensitiwiteit van die ontvanger aansienlik kan verbeter. Die versterkingsversadigingseienskappe van halfgeleier optiese versterkers sal veroorsaak dat die wins per bis verband hou met die vorige bisvolgorde. Die patrooneffek tussen klein kanale kan ook kruiswinsmodulasie-effek genoem word. Hierdie tegniek gebruik die statistiese gemiddelde van die kruiswinsmodulasie-effek tussen verskeie kanale en stel 'n medium-intensiteit kontinue golf in die proses in om die straal te handhaaf, en sodoende die totale wins van die versterker saam te pers. Dan word die kruiswinsmodulasie-effek tussen kanale verminder.

Halfgeleier optiese versterkers het 'n eenvoudige struktuur, maklike integrasie, en kan optiese seine van verskillende golflengtes versterk, en word wyd gebruik in die integrasie van verskillende tipes lasers. Tans bly die laserintegrasietegnologie gebaseer op halfgeleier optiese versterkers volwasse, maar pogings moet steeds in die volgende drie aspekte aangewend word. Een is om die koppelverlies met die optiese vesel te verminder. Die hoofprobleem van die halfgeleier optiese versterker is dat die koppelverlies met die vesel groot is. Om die koppeldoeltreffendheid te verbeter, kan 'n lens by die koppelstelsel gevoeg word om die weerkaatsingsverlies te verminder, die simmetrie van die straal te verbeter en hoë doeltreffendheidskoppeling te bereik. Die tweede is om die polarisasiegevoeligheid van halfgeleier optiese versterkers te verminder. Die polarisasie-eienskap verwys hoofsaaklik na die polarisasiegevoeligheid van die invallende lig. As die halfgeleier optiese versterker nie spesiaal verwerk word nie, sal die effektiewe bandwydte van die wins verminder word. Kwantumputstruktuur kan die stabiliteit van halfgeleier optiese versterkers effektief verbeter. Dit is moontlik om 'n eenvoudige en superieure kwantumputstruktuur te bestudeer om die polarisasiegevoeligheid van halfgeleier optiese versterkers te verminder. Die derde is die optimalisering van die geïntegreerde proses. Tans is die integrasie van halfgeleier optiese versterkers en lasers te ingewikkeld en omslagtig in tegniese verwerking, wat lei tot 'n groot verlies in optiese seinoordrag en toestelinvoegverlies, en die koste is te hoog. Daarom moet ons probeer om die struktuur van geïntegreerde toestelle te optimaliseer en die presisie van toestelle te verbeter.

In optiese kommunikasietegnologie is optiese versterkingstegnologie een van die ondersteunende tegnologieë, en halfgeleier optiese versterkertegnologie ontwikkel vinnig. Tans is die werkverrigting van halfgeleier optiese versterkers aansienlik verbeter, veral in die ontwikkeling van nuwe generasie optiese tegnologieë soos golflengtedelingsmultipleksering of optiese skakelmodusse. Met die ontwikkeling van die inligtingsbedryf sal die optiese versterkingstegnologie wat geskik is vir verskillende bande en verskillende toepassings bekendgestel word, en die ontwikkeling en navorsing van nuwe tegnologieë sal onvermydelik die halfgeleier optiese versterkertegnologie laat voortgaan om te ontwikkel en te floreer.