Ի՞նչ է կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչը

Ի՞նչ էկիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչ

Կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչը օպտիկական ուժեղացուցիչի տեսակ է, որն օգտագործում է կիսահաղորդչային ուժեղացման միջավայր: Այն նման է լազերային դիոդի, որի ստորին ծայրում գտնվող հայելին փոխարինված է կիսաանդրադարձնող ծածկույթով: Ազդանշանային լույսը փոխանցվում է կիսահաղորդչային միառոդ ալիքատարի միջով: Ալիքային տարայի լայնական չափը 1-2 միկրոմետր է, իսկ երկարությունը՝ մոտ 0.5-2 մմ: Ալիքային տարայի ռեժիմը զգալի համընկնում ունի ակտիվ (ուժեղացման) շրջանի հետ, որը մղվում է հոսանքի կողմից: Ներարկված հոսանքը առաջացնում է որոշակի կրիչի կոնցենտրացիա հաղորդչական գոտում, ինչը թույլ է տալիս հաղորդչական գոտու օպտիկական անցումը վալենտային գոտու: Առավելագույն ուժեղացումը տեղի է ունենում, երբ ֆոտոնային էներգիան մի փոքր մեծ է գոտու բացի էներգիայից: SOA օպտիկական ուժեղացուցիչը սովորաբար օգտագործվում է հեռահաղորդակցական համակարգերում հյուսակների տեսքով, մոտ 1300 նմ կամ 1500 նմ աշխատանքային ալիքի երկարությամբ, ապահովելով մոտավորապես 30 դԲ ուժեղացում:

TheSOA կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչPN միացման սարք է՝ լարվածության քվանտային հորատանցքի կառուցվածքով: Արտաքին ուղիղ շեղումը հակադարձում է դիէլեկտրիկ մասնիկների քանակը: Արտաքին գրգռման լույսի մուտքից հետո առաջանում է խթանված ճառագայթում, որը հասնում է օպտիկական ազդանշանների ուժեղացմանը: Վերոնշյալ բոլոր երեք էներգիայի փոխանցման գործընթացները գոյություն ունենSOA օպտիկական ուժեղացուցիչՕպտիկական ազդանշանների ուժեղացումը հիմնված է խթանված ճառագայթման վրա: Խթանված կլանման և խթանված ճառագայթման գործընթացները գոյություն ունեն միաժամանակ: Պոմպի լույսի խթանված կլանումը կարող է օգտագործվել կրիչների վերականգնումը արագացնելու համար, և միևնույն ժամանակ էլեկտրական պոմպը կարող է էլեկտրոններ ուղարկել բարձր էներգիայի մակարդակ (հաղորդականության գոտի): Երբ ինքնաբուխ ճառագայթումը ուժեղացվում է, այն կառաջացնի ուժեղացված ինքնաբուխ ճառագայթային աղմուկ: SOA օպտիկական ուժեղացուցիչը հիմնված է կիսահաղորդչային չիպերի վրա:

Կիսահաղորդչային չիպերը կազմված են բարդ կիսահաղորդիչներից, ինչպիսիք են GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP և InP/InAlGaAs և այլն: Սրանք նաև կիսահաղորդչային լազերներ պատրաստելու նյութեր են: SOA-ի ալիքատարի կառուցվածքը նույնն է կամ նման է լազերներին: Տարբերությունն այն է, որ լազերները պետք է ռեզոնանսային խոռոչ ձևավորեն ուժեղացման միջավայրի շուրջ՝ օպտիկական ազդանշանի տատանումը առաջացնելու և պահպանելու համար: Օպտիկական ազդանշանը խոռոչում բազմիցս կուժեղացվի՝ նախքան ելքային ազդանշանը ստանալը:SOA ուժեղացուցիչ(այստեղ մենք քննարկում ենք միայն մեծ մասամբ կիրառվող շարժվող ալիքային ուժեղացուցիչներով), լույսը միայն մեկ անգամ է անցնում ուժեղացման միջավայրով, և հետադարձ անդրադարձումը նվազագույն է: SOA ուժեղացուցիչի կառուցվածքը բաղկացած է երեք տարածքներից՝ P տարածք, I տարածք (ակտիվ շերտ կամ հանգույց) և N տարածք: Ակտիվ շերտը սովորաբար կազմված է քվանտային հորերից, որոնք կարող են բարելավել ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետությունը և նվազեցնել շեմային հոսանքը:

Նկար 1. Օպտիկական իմպուլսներ ստեղծելու համար ներկառուցված SOA մանրաթելային լազեր

Կիրառվում է ալիքի փոխանցման համար

SOA-ները սովորաբար կիրառվում են ոչ միայն ուժեղացման համար. դրանք կարող են օգտագործվել նաև օպտիկական մանրաթելային կապի ոլորտում, այնպիսի կիրառություններում, որոնք հիմնված են ոչ գծային գործընթացների վրա, ինչպիսիք են հագեցվածության ուժեղացումը կամ խաչաձև փուլային բևեռացումը, որոնք օգտագործում են SOA օպտիկական ուժեղացուցիչում կրիչի կոնցենտրացիայի տատանումը՝ տարբեր բեկման ցուցիչներ ստանալու համար: Այս էֆեկտները կարող են կիրառվել ալիքի փոխանցման (ալիքի երկարության փոխակերպում), մոդուլյացիայի ձևաչափի փոխակերպման, ժամացույցի վերականգնման, ազդանշանի վերականգնման և պատկերի ճանաչման և այլնի համար՝ ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման համակարգերում:

Օպտոէլեկտրոնային ինտեգրալ սխեմաների տեխնոլոգիայի զարգացման և արտադրական ծախսերի կրճատման հետ մեկտեղ, SOA կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչի կիրառման ոլորտները որպես հիմնական ուժեղացուցիչներ, ֆունկցիոնալ օպտիկական սարքեր և ենթահամակարգի բաղադրիչներ կշարունակեն ընդլայնվել։