Kif jaħdemamplifikatur ottiku tas-semikondutturitikseb amplifikazzjoni?
Wara l-miġja tal-era tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika ta' kapaċità kbira, it-teknoloġija tal-amplifikazzjoni ottika żviluppat malajr.Amplifikaturi ottiċijamplifika sinjali ottiċi tad-dħul ibbażati fuq radjazzjoni stimulata jew tifrix stimulat. Skont il-prinċipju tax-xogħol, l-amplifikaturi ottiċi jistgħu jinqasmu f'amplifikaturi ottiċi semikondutturi (SOA) uamplifikaturi tal-fibra ottikaFosthom,amplifikaturi ottiċi tas-semikondutturiJintużaw ħafna fil-komunikazzjoni ottika bis-saħħa tal-vantaġġi ta' medda wiesgħa ta' qligħ, integrazzjoni tajba u firxa wiesgħa ta' wavelengths. Huma magħmula minn reġjuni attivi u passivi, u r-reġjun attiv huwa r-reġjun tal-qligħ. Meta s-sinjal tad-dawl jgħaddi mir-reġjun attiv, dan iwassal biex l-elettroni jitilfu l-enerġija u jirritornaw għall-istat fundamentali fil-forma ta' fotoni, li għandhom l-istess wavelength bħas-sinjal tad-dawl, u b'hekk jamplifikaw is-sinjal tad-dawl. L-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi jikkonverti t-trasportatur tas-semikondutturi fil-partiċella inversa permezz tal-kurrent tas-sewqan, jamplifika l-amplitudni tad-dawl taż-żerriegħa injettat, u jżomm il-karatteristiċi fiżiċi bażiċi tad-dawl taż-żerriegħa injettat bħall-polarizzazzjoni, il-wisa' tal-linja u l-frekwenza. Biż-żieda tal-kurrent tax-xogħol, il-qawwa ottika tal-ħruġ tiżdied ukoll f'ċerta relazzjoni funzjonali.
Iżda dan it-tkabbir mhuwiex mingħajr limiti, għaliex l-amplifikaturi ottiċi tas-semikondutturi għandhom fenomenu ta' saturazzjoni tal-qligħ. Il-fenomenu juri li meta l-qawwa ottika tad-dħul tkun kostanti, il-qligħ jiżdied biż-żieda tal-konċentrazzjoni tat-trasportatur injettat, iżda meta l-konċentrazzjoni tat-trasportatur injettat tkun kbira wisq, il-qligħ jissatura jew saħansitra jonqos. Meta l-konċentrazzjoni tat-trasportatur injettat tkun kostanti, il-qawwa tal-ħruġ tiżdied biż-żieda tal-qawwa tad-dħul, iżda meta l-qawwa ottika tad-dħul tkun kbira wisq, ir-rata tal-konsum tat-trasportatur ikkawżata mir-radjazzjoni eċċitata tkun kbira wisq, li tirriżulta f'saturazzjoni jew tnaqqis tal-qligħ. Ir-raġuni għall-fenomenu tas-saturazzjoni tal-qligħ hija l-interazzjoni bejn l-elettroni u l-fotoni fil-materjal tar-reġjun attiv. Kemm jekk il-fotoni ġġenerati fil-mezz tal-qligħ jew il-fotoni esterni, ir-rata li biha r-radjazzjoni stimulata tikkonsma t-trasportaturi hija relatata mar-rata li biha t-trasportaturi jimlew għal-livell ta' enerġija korrispondenti fil-ħin. Minbarra r-radjazzjoni stimulata, ir-rata tat-trasportatur ikkonsmata minn fatturi oħra tinbidel ukoll, li taffettwa ħażin is-saturazzjoni tal-qligħ.
Peress li l-aktar funzjoni importanti tal-amplifikaturi ottiċi tas-semikondutturi hija l-amplifikazzjoni lineari, prinċipalment biex tinkiseb amplifikazzjoni, jistgħu jintużaw bħala amplifikaturi tal-qawwa, amplifikaturi tal-linja u preamplifikaturi f'sistemi ta' komunikazzjoni. Fit-tarf tat-trażmissjoni, l-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi jintuża bħala amplifikatur tal-qawwa biex itejjeb il-qawwa tal-ħruġ fit-tarf tat-trażmissjoni tas-sistema, li jista' jżid ħafna d-distanza tar-relay tat-tronk tas-sistema. Fil-linja tat-trażmissjoni, l-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi jista' jintuża bħala amplifikatur tar-relay lineari, sabiex id-distanza tar-relay riġenerattiv tat-trażmissjoni tkun tista' tiġi estiża mill-ġdid b'qabżiet kbar. Fit-tarf tar-riċevitur, l-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi jista' jintuża bħala preamplifikatur, li jista' jtejjeb ħafna s-sensittività tar-riċevitur. Il-karatteristiċi tas-saturazzjoni tal-qligħ tal-amplifikaturi ottiċi tas-semikondutturi jikkawżaw li l-qligħ għal kull bit ikun relatat mas-sekwenza tal-bits preċedenti. L-effett tal-mudell bejn kanali żgħar jista' jissejjaħ ukoll effett ta' modulazzjoni tal-qligħ inkroċjat. Din it-teknika tuża l-medja statistika tal-effett tal-modulazzjoni tal-qligħ inkroċjat bejn kanali multipli u tintroduċi mewġa kontinwa ta' intensità medja fil-proċess biex iżżomm ir-raġġ, u b'hekk tikkompressa l-qligħ totali tal-amplifikatur. Imbagħad l-effett tal-modulazzjoni tal-qligħ inkroċjat bejn il-kanali jitnaqqas.
L-amplifikaturi ottiċi semikondutturi għandhom struttura sempliċi, integrazzjoni faċli, u jistgħu jamplifikaw sinjali ottiċi ta' wavelengths differenti, u jintużaw ħafna fl-integrazzjoni ta' diversi tipi ta' lejżers. Fil-preżent, it-teknoloġija tal-integrazzjoni tal-lejżer ibbażata fuq amplifikaturi ottiċi semikondutturi tkompli timmatura, iżda għad iridu jsiru sforzi fit-tliet aspetti li ġejjin. Wieħed huwa li jitnaqqas it-telf tal-akkoppjar mal-fibra ottika. Il-problema ewlenija tal-amplifikatur ottiku semikonduttur hija li t-telf tal-akkoppjar mal-fibra huwa kbir. Sabiex tittejjeb l-effiċjenza tal-akkoppjar, tista' tiżdied lenti mas-sistema tal-akkoppjar biex timminimizza t-telf tar-riflessjoni, ittejjeb is-simetrija tar-raġġ, u tikseb akkoppjar ta' effiċjenza għolja. It-tieni huwa li titnaqqas is-sensittività tal-polarizzazzjoni tal-amplifikaturi ottiċi semikondutturi. Il-karatteristika tal-polarizzazzjoni tirreferi prinċipalment għas-sensittività tal-polarizzazzjoni tad-dawl inċidentali. Jekk l-amplifikatur ottiku semikonduttur ma jiġix ipproċessat b'mod speċjali, il-bandwidth effettiva tal-qligħ titnaqqas. L-istruttura tal-bir kwantistiku tista' ttejjeb b'mod effettiv l-istabbiltà tal-amplifikaturi ottiċi semikondutturi. Huwa possibbli li tiġi studjata struttura tal-bir kwantistiku sempliċi u superjuri biex titnaqqas is-sensittività tal-polarizzazzjoni tal-amplifikaturi ottiċi semikondutturi. It-tielet hija l-ottimizzazzjoni tal-proċess integrat. Fil-preżent, l-integrazzjoni ta' amplifikaturi ottiċi semikondutturi u lejżers hija kkumplikata wisq u ingombranti fl-ipproċessar tekniku, li tirriżulta f'telf kbir fit-trażmissjoni tas-sinjali ottiċi u telf ta' inserzjoni tal-apparat, u l-ispiża hija għolja wisq. Għalhekk, għandna nippruvaw nottimizzaw l-istruttura tal-apparati integrati u ntejbu l-preċiżjoni tal-apparati.
Fit-teknoloġija tal-komunikazzjoni ottika, it-teknoloġija tal-amplifikazzjoni ottika hija waħda mit-teknoloġiji ta' appoġġ, u t-teknoloġija tal-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi qed tiżviluppa b'rata mgħaġġla. Fil-preżent, il-prestazzjoni tal-amplifikaturi ottiċi tas-semikondutturi tjiebet ħafna, speċjalment fl-iżvilupp ta' teknoloġiji ottiċi ta' ġenerazzjoni ġdida bħall-multiplexing tad-diviżjoni tal-wavelength jew il-modi ta' swiċċjar ottiku. Bl-iżvilupp tal-industrija tal-informazzjoni, se tiġi introdotta t-teknoloġija tal-amplifikazzjoni ottika adattata għal meded differenti u applikazzjonijiet differenti, u l-iżvilupp u r-riċerka ta' teknoloġiji ġodda inevitabbilment se jkomplu jiżviluppaw u jirnexxu t-teknoloġija tal-amplifikatur ottiku tas-semikondutturi.
Ħin tal-posta: 25 ta' Frar 2025