半導(dǎo)體光放大器

半導(dǎo)體光放大器姓名：班級：學(xué)號:光放大器的重要性動機(jī)：解決電中繼器設(shè)備復(fù)雜、維護(hù)難、成本高的問題光放大器出現(xiàn)之前，光纖通信的中繼器采用光－電－光(O-E-O)變換方式。裝置復(fù)雜、耗能多、不能同時放大多個波長信道歷史：以1989年誕生的摻鉺光纖放大器(ErbiumDopedFiberAmplifier,EDFA)代表的全光放大技術(shù)是光纖通信技術(shù)上的一次革命影響：光放大器最重要的意義在于促使波分復(fù)用技術(shù)(WDM)走向?qū)嵱没?、促進(jìn)了光接入網(wǎng)的實用化

半導(dǎo)體光放大器SOA光放大器的功能：提供光信號增益，以補(bǔ)償光信號在通路中的傳輸衰減，增大系統(tǒng)的無中繼傳輸距離。在泵浦能量（電或光）的作用下，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（非線性光纖放大器除外），然后通過受激輻射實現(xiàn)對入射光的放大。光放大器是基于受激輻射原理實現(xiàn)入射光信號放大的一種器件。其機(jī)制與激光器完全相同。不同之處在于，半導(dǎo)體激光器放大的是內(nèi)部電子空穴復(fù)合產(chǎn)生的光子，而光放大器放大的是外部輸入的光子或光信號。實際上，光放大器在結(jié)構(gòu)上是一個沒有反饋或反饋較小的激光器。12分類法布里－珀羅放大器(FP－SOA)行波放大器(TW－SOA)根據(jù)光放大器端面反射率和工作偏置條件，將半導(dǎo)體光放大器分為其腔面反射率為其腔面反射率小于法布里－珀羅放大器(FP－SOA)1F-PSOA的結(jié)構(gòu)和原理半導(dǎo)體激光器由于在解理面存在反射，當(dāng)偏流低于閾值時是放大器。減小腔體界面反射，也可使激光器變?yōu)榉糯笃鳌＿@種放大器稱F-P放大器。它實際上就是工作在閾值電流以下的激光器，增益譜寬很窄。注入電流輸入光信號輸出光信號有源區(qū)Lz=z=Lz反射面R反射面R0F-PSOAF-P諧振腔反射率R越大，SOA增益越大。但是當(dāng)R超過一定值后,光放大器變?yōu)榧す馄?。不同反射率F-PSOA

頻率增益gwGFPAR=0.03R=0.32R=0w0GFPAmaxGFPAmin0+2w0-2w0行波放大器()()()()[]2ss211wwRGGR--maxFPA)(wG=增益頻譜

行波放大器(TW－SOA)2

行波放大器行波光放大器是一個沒有反饋的激光器。其核心是當(dāng)放大器被光或電泵浦時，使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)獲得光增益。它的腔面反射率很小，盡量使入射光信號只在其內(nèi)獲得單程放大。注入電流輸入光信號輸出光信號有源區(qū)Lz=0z=Lz行波放大行波放大器的特征極低的腔面反射率（<），以獲得小的增益抖動性（<0.5dB）；低的光損耗以獲得大的凈增益（約30dB）；高的材料增益以獲得極低的操作電流（20~30dB增益，其操作電流為100mA）極低的偏振相關(guān)損耗（<0.5dB）高的飽和輸出功率；低的耦合損耗（<3dB/facet）；低的噪聲指數(shù)以獲得輸出信號高的信噪比。減小反射率的方法1有源區(qū)光輸入光輸出反射角度解理面或有源區(qū)傾斜結(jié)構(gòu)。在解理面處的反射光束，因角度解理面的緣故已與前向光束分開。在大多數(shù)情況下，使用抗反射膜和有源區(qū)傾斜，可以使反射率小于<0.1%）解理面：單晶半導(dǎo)體在高真空中能夠沿著某些確定的方位的晶面劈裂，這樣的晶面稱為解理面。有源區(qū)端面和解理面之間插入透明窗口區(qū)。光束在到達(dá)半導(dǎo)體和空氣界面前，在該窗口區(qū)已發(fā)散，經(jīng)界面反射的光束進(jìn)一步發(fā)散，只有極小部分光耦合進(jìn)薄的有源層。減小反射率的方法2透明區(qū)有源區(qū)光輸入光輸出增透膜1234優(yōu)點增益響應(yīng)相當(dāng)快速，適用于交換及信號處理等光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。同時具有光放大及信號處理的能力，如開關(guān)功能等。應(yīng)用在全光波長變換、光交換中。結(jié)構(gòu)較為簡單、功耗低、壽命長、成本低。尺寸小，易制作成集成電路與集成光電路結(jié)合使用。缺點對光信號增益的飽和性。在注入電流恒定時,輸入信號光功率較小時,隨著輸入光功率的增加,輸出光功率相應(yīng)增加,增益為常數(shù),但當(dāng)輸入光功率較高時,增益就會出現(xiàn)飽和甚至發(fā)生下降。這是因為大的輸入光信號使過量的載流子參加受激輻射復(fù)合而得不到及時補(bǔ)充。?對光信號偏振態(tài)的敏感性半導(dǎo)體光放大器的偏振特性主要是指放大器對輸入信號光的偏振態(tài)敏感,對不同的偏振態(tài)的增益不相同,沒有經(jīng)過特殊設(shè)計的半導(dǎo)體光放大器對TE模、TM模的增益可相差5dB~8dB,而且會使增益的有效帶寬減小,這當(dāng)然是光纖通信中不希望見到的。LOREMIPSUMDOLORSITAMET,CONSECTET