Verbesserter optischer Halbleiterverstärker

ErweitertHalbleiter-Lichtverstärker

Der verbesserte optische Halbleiterverstärker ist eine aufgerüstete Version des optischen Halbleiterverstärkers (SOA-OptikverstärkerEs handelt sich um einen Verstärker, der Halbleiter als Verstärkungsmedium nutzt. Sein Aufbau ähnelt dem einer Fabry-Pero-Laserdiode, jedoch ist die Stirnfläche üblicherweise mit einer Antireflexionsschicht versehen. Neuere Designs umfassen neben Antireflexionsschichten auch geneigte Wellenleiter und Fensterbereiche, wodurch die Reflexion der Stirnfläche auf unter 0,001 % reduziert werden kann. Hochleistungsfähige optische Verstärker sind besonders nützlich zur Verstärkung optischer Signale, da bei der Übertragung über große Entfernungen ein erhebliches Risiko für Signalverluste besteht. Da das optische Signal direkt verstärkt wird, entfällt die herkömmliche Umwandlung in ein elektrisches Signal. Daher ist der Einsatz von …SOADie Übertragungseffizienz wird dadurch deutlich verbessert. Diese Technologie wird üblicherweise zur Leistungsverteilung und Verlustkompensation in WDM-Netzen eingesetzt.

Anwendungsszenarien

In optischen Faserkommunikationssystemen können Halbleiter-Verstärker (SOA) in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, um die Leistung und die Übertragungsreichweite des Kommunikationssystems zu verbessern. Im Folgenden werden einige gängige Anwendungen von SOA-Verstärkern in optischen Faserkommunikationssystemen aufgeführt:

Vorverstärker: SOAoptischer VerstärkerIn Langstreckenkommunikationssystemen mit Glasfasern über 100 Kilometer kann der SOA als Vorverstärker am optischen Empfangsende eingesetzt werden, um die Signalstärke zu erhöhen und so die durch schwache Signale bedingte unzureichende Übertragungsdistanz auszugleichen. Darüber hinaus kann der SOA auch zur Signalregeneration in Glasfaserkommunikationssystemen verwendet werden.

Optische Signalregeneration: In optischen Netzwerken verschlechtert sich die Signalqualität mit zunehmender Übertragungsdistanz aufgrund von Dämpfung, Dispersion, Rauschen, Zeitjitter und Übersprechen. Daher ist es bei Langstreckenübertragungen notwendig, die verschlechterten optischen Signale zu kompensieren, um die Genauigkeit der übertragenen Informationen zu gewährleisten. Optische Signalregeneration umfasst die erneute Verstärkung, Formung und Zeitanpassung des Signals. Die weitere Verstärkung kann durch optische Verstärker wie Halbleiterverstärker, EDFA und Raman-Verstärker (RFA) erfolgen.

In optischen Fasersensorsystemen werden Halbleiter-Lichtverstärker (SOA-Verstärker) können zur Verstärkung optischer Signale eingesetzt werden, wodurch die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Sensoren verbessert wird. Im Folgenden sind einige gängige Anwendungen von SOA in optischen Fasersensorsystemen aufgeführt:

Optische Faser-Dehnungsmessung: Die optische Faser wird an dem zu messenden Objekt befestigt. Bei Dehnung des Objekts ändert sich die Länge der optischen Faser geringfügig, wodurch sich die Wellenlänge oder das Timing des optischen Signals zum PD-Sensor ändert. Ein SOA-Verstärker kann durch Verstärkung und Verarbeitung des optischen Signals eine höhere Messgenauigkeit erzielen.

Optische Faser-Druckmessung: Durch die Kombination von optischen Fasern mit druckempfindlichen Materialien bewirkt Druck auf ein Objekt eine Änderung der optischen Dämpfung in der Faser. Mithilfe eines SOA (Self-Optical Amplifier) ​​lässt sich dieses schwache optische Signal verstärken, um eine hochempfindliche Druckmessung zu ermöglichen.

Der Halbleiter-Verstärker (SOA) ist ein Schlüsselbauelement in der optischen Faserkommunikation und der optischen Fasersensorik. Durch die Verstärkung und Verarbeitung optischer Signale verbessert er die Systemleistung und die Empfindlichkeit der Sensoren. Diese Anwendungen sind entscheidend für die Realisierung einer schnellen, stabilen und zuverlässigen optischen Faserkommunikation sowie einer präzisen und effizienten optischen Fasersensorik.