Wie erreicht der optische Verstärker des Halbleiterverstärkers eine Verstärkung?

Wie geht esoptischer HalbleiterverstärkerVerstärkung erreichen?

Nach dem Aufkommen der Ära der optischen Faserkommunikation mit großer Kapazität hat sich die optische Amplifikationstechnologie rasch entwickelt.Optische VerstärkerAmplifizieren Sie optische Eingangssignale basierend auf stimulierter Strahlung oder stimulierter Streuung. Nach dem Arbeitsprinzip können optische Verstärker in optische Halbleiterverstärker unterteilt werden (Soa) UndGlasfaserverstärker. Darunter,optische Halbleiterverstärkerwerden in der optischen Kommunikation aufgrund der Vorteile des breiten Gewinnbandes, der guten Integration und des breiten Wellenlängenbereichs weit verbreitet. Sie bestehen aus aktiven und passiven Regionen, und die aktive Region ist die Gewinnregion. Wenn das Lichtsignal durch den aktiven Bereich fließt, verliert die Elektronen in Form von Photonen, die die gleiche Wellenlänge wie das Lichtsignal haben, Energie wie das Lichtsignal, wodurch das Lichtsignal verstärkt wird. Der optische Verstärker des Halbleiterverstärkers wandelt den Halbleiterträger durch den Antriebsstrom in das umgekehrte Partikel um, verstärkt die injizierte Samenlichtamplitude und hält die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der injizierten Keimlicht wie Polarisation, Linienbreite und Frequenz. Mit der Erhöhung des Arbeitsstroms erhöht sich die optische Leistung der Ausgabe auch in einer bestimmten funktionellen Beziehung.

Dieses Wachstum ist jedoch nicht ohne Grenzen, da die optischen Halbleiter -Verstärker ein Gewinnsättigungsphänomen aufweisen. Das Phänomen zeigt, dass, wenn die optische Eingangsleistung konstant ist, die Verstärkung mit zunehmender Zunahme der injizierten Trägerkonzentration zunimmt. Wenn jedoch die injizierte Trägerkonzentration zu groß ist, wird die Verstärkung gesättigt oder sogar abnimmt. Wenn die Konzentration des injizierten Trägers konstant ist, nimmt die Ausgangsleistung mit der Erhöhung der Eingangsleistung zu, aber wenn die optische Eingangsleistung zu groß ist, ist die durch angeregte Strahlung verursachte Trägerverbrauchsrate zu groß, was zu einer Verstärkungssättigung oder einer Vernetzung führt. Der Grund für das Verstärkungssättigungsphänomen ist die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Photonen im Material der aktiven Region. Unabhängig davon, ob die Photonen im Verstärkungsmedium oder in den externen Photonen erzeugt wurden, hängt die Geschwindigkeit, mit der die stimulierte Strahlung die Träger verbraucht, mit der Geschwindigkeit zusammen, mit der die Träger mit dem entsprechenden Energieniveau zeitlich wieder auffüllen. Zusätzlich zu der stimulierten Strahlung ändert sich auch die durch andere Faktoren konsumierte Trägerrate, die sich negativ auf die Gewinnsättigung auswirkt.

Da die wichtigste Funktion des optischen Halbleiterverstärkers die lineare Amplifikation ist, hauptsächlich zur Verstärkung, kann sie als Leistungsverstärker, Linienverstärker und Vorverstärker in Kommunikationssystemen verwendet werden. Am Sendungsende wird der optische Halbleiteroptische Verstärker als Leistungsverstärker verwendet, um die Ausgangsleistung am Sendeende des Systems zu verbessern, was den Relaisentfernung des Systemstammes erheblich erhöhen kann. In der Übertragungslinie kann der optische Halbleiterverstärker als linearer Relaisverstärker verwendet werden, sodass die Entfernung der Transmissionsregenerativen durch Sprünge und Grenzen erneut erweitert werden kann. Am Empfangsende kann der optische Halbleiter -Verstärker als Vorverstärker verwendet werden, der die Empfindlichkeit des Empfängers erheblich verbessern kann. Die Gewinnsättigungseigenschaften von Halbleiter optischen Verstärkern führen dazu, dass die Gewinn pro Bit mit der vorherigen Bitsequenz zusammenhängt. Der Mustereffekt zwischen kleinen Kanälen kann auch als Cross-Gain-Modulationseffekt bezeichnet werden. Diese Technik verwendet den statistischen Durchschnitt des Cross-Gain-Modulationseffekts zwischen mehreren Kanälen und führt im Prozess eine kontinuierliche Welle mit mittlerer Intensität ein, um den Strahl aufrechtzuerhalten, wodurch die Gesamtverstärkung des Verstärkers komprimiert wird. Dann wird der Cross-Gain-Modulationseffekt zwischen Kanälen verringert.

Die optischen Halbleiterverstärker haben eine einfache Struktur, eine einfache Integration und können optische Signale verschiedener Wellenlängen verstärken und werden häufig bei der Integration verschiedener Arten von Lasern verwendet. Gegenwärtig reift die Laserintegrationstechnologie, die auf optischen Verstärkern der Halbleiter basiert. In den folgenden drei Aspekten müssen jedoch noch Anstrengungen unternommen werden. Eine soll den Kopplungsverlust mit der optischen Faser reduzieren. Das Hauptproblem des optischen Halbleiterverstärkers besteht darin, dass der Kopplungsverlust mit der Faser groß ist. Um die Kopplungseffizienz zu verbessern, kann dem Kopplungssystem ein Objektiv hinzugefügt werden, um den Reflexionsverlust zu minimieren, die Symmetrie des Strahls zu verbessern und eine hohe Effizienzkupplung zu erreichen. Die zweite besteht darin, die Polarisationsempfindlichkeit von optischen Halbleiterverstärkern zu verringern. Das Polarisationsmerkmal bezieht sich hauptsächlich auf die Polarisationsempfindlichkeit des einfallenden Lichts. Wenn der optische Halbleiterverstärker nicht speziell verarbeitet wird, wird die effektive Bandbreite des Gewinns verringert. Die Quantenbrunnenstruktur kann die Stabilität von Halbleiter optischen Verstärkern effektiv verbessern. Es ist möglich, eine einfache und überlegene Quantenbrunnenstruktur zu untersuchen, um die Polarisationsempfindlichkeit von optischen Halbleitern zu verringern. Der dritte ist die Optimierung des integrierten Prozesses. Gegenwärtig ist die Integration von Halbleiter optischen Verstärkern und Lasern in der technischen Verarbeitung zu kompliziert und umständlich, was zu einem großen Verlust der optischen Signalübertragung und des Einfügungsverlusts der Geräte führt, und die Kosten sind zu hoch. Daher sollten wir versuchen, die Struktur integrierter Geräte zu optimieren und die Präzision von Geräten zu verbessern.

In der optischen Kommunikationstechnologie ist die optische Amplifikationstechnologie eine der unterstützenden Technologien, und die optische Verstärkerentechnologie der Halbleiter entwickelt sich rasant. Gegenwärtig wurde die Leistung von optischen Halbleitern optischen Verstärkern erheblich verbessert, insbesondere bei der Entwicklung optischer Technologien der neuen Generation wie Multiplexing oder optischen Schaltmodi. Mit der Entwicklung der Informationsindustrie wird die für verschiedene Bänder geeignete optische Amplifikationstechnologie eingeführt, und die Entwicklung und Forschung neuer Technologien wird zwangsläufig dazu führen, dass die optische Verstärkerentechnologie der Halbleiter weiterentwickelt und gedeiht.