ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ సిరీస్: సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌కు పరిచయం

ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్శ్రేణి: సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌కు పరిచయం

సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్(SOA) అనేది సెమీకండక్టర్ గెయిన్ మీడియా ఆధారంగా పనిచేసే ఒక ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్. ఇది ప్రాథమికంగా ఫైబర్‌తో జతచేయబడిన సెమీకండక్టర్ లేజర్ ట్యూబ్ లాంటిది, దీనిలో చివరి అద్దం స్థానంలో ఒక యాంటీ-రిఫ్లెక్టివ్ ఫిల్మ్‌ను అమర్చుతారు; చివరి రిఫ్లెక్టివిటీని మరింత తగ్గించడానికి, వాలుగా ఉన్న వేవ్‌గైడ్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. సిగ్నల్ కాంతి సాధారణంగా ఒక సెమీకండక్టర్ సింగిల్-మోడ్ వేవ్‌గైడ్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది, దీని పార్శ్వ కొలత 1-2 μm మరియు పొడవు సుమారుగా 0.5-2mm ఉంటుంది. వేవ్‌గైడ్ మోడ్, కరెంట్ ద్వారా పంప్ చేయబడే యాక్టివ్ (యాంప్లిఫికేషన్) ప్రాంతంతో గణనీయంగా అతివ్యాప్తి చెందుతుంది. కరెంట్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయడం వల్ల కండక్షన్ బ్యాండ్‌లో ఒక నిర్దిష్ట క్యారియర్ సాంద్రత ఏర్పడుతుంది, ఇది కండక్షన్ బ్యాండ్ నుండి వాలెన్స్ బ్యాండ్‌కు ఆప్టికల్ పరివర్తనలకు అనుమతిస్తుంది. బ్యాండ్‌గ్యాప్ శక్తి కంటే కొద్దిగా ఎక్కువ ఫోటాన్ శక్తుల వద్ద గరిష్ట గెయిన్ సంభవిస్తుంది.

సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క పని సూత్రం
సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్లు(SOA) ప్రేరిత ఉద్గారం ద్వారా పతన కాంతి సంకేతాలను విస్తరింపజేస్తాయి, మరియు వాటి యంత్రాంగం సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది.SOA ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ఇది ఫీడ్‌బ్యాక్ లేని ఒక సెమీకండక్టర్ లేజర్, మరియు సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ఆప్టికల్‌గా లేదా ఎలక్ట్రికల్‌గా పంప్ చేసినప్పుడు, కణాల సంఖ్యను తిరగవేయడం ద్వారా ఆప్టికల్ గెయిన్‌ను పొందడమే దీని ముఖ్య ఉద్దేశ్యం.
రకాలుSOA సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్
కస్టమర్ సిస్టమ్‌లలో SOA పోషించే పాత్ర ప్రకారం, వాటిని నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: సీరియల్, బూస్టర్, స్విచ్చింగ్ SOA మరియు ప్రీయాంప్లిఫైయర్.
1. ప్రత్యక్ష చొప్పించడం: అధిక గెయిన్, మితమైన Psat; తక్కువ NF మరియు తక్కువ PDG, సాధారణంగా ధ్రువణ స్వతంత్ర SOAతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది·
2. ఎన్‌హాన్సర్: అధిక Psat, తక్కువ గెయిన్, సాధారణంగా పోలరైజేషన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది;
3. స్విచ్: అధిక విలుప్త నిష్పత్తి మరియు వేగవంతమైన పెరుగుదల/తగ్గుదల సమయం;
4. ప్రీ యాంప్లిఫైయర్: ఎక్కువ ప్రసార దూరాలకు, తక్కువ NF మరియు అధిక గెయిన్‌కు అనువైనది.
SOA సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రయోజనాలు
బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిధిలో SOA అందించే ఆప్టికల్ గెయిన్, పతనమయ్యే ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంపై సాపేక్షంగా స్వతంత్రంగా ఉంటుంది.
ఆప్టికల్ పంపింగ్‌కు బదులుగా, యాంప్లిఫైడ్ పంప్ సిగ్నల్‌గా కరెంట్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయండి.
దాని కాంపాక్ట్ పరిమాణం కారణంగా, SOAను ఒకే ప్లానార్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై బహుళ వేవ్‌గైడ్ ఫోటోనిక్ పరికరాలతో అనుసంధానించవచ్చు.
4. అవి డయోడ్ లేజర్‌ల మాదిరిగానే అదే సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తాయి.
SOA 1300 nm మరియు 1550 nm కమ్యూనికేషన్ స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్‌లలో, విస్తృత బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో (100 nm వరకు) పనిచేయగలదు.
6. ఆప్టికల్ రిసీవర్ చివర ప్రీయాంప్లిఫైయర్‌లుగా పనిచేసేలా వాటిని కాన్ఫిగర్ చేసి, ఇంటిగ్రేట్ చేయవచ్చు.
WDM ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో SOAను ఒక సాధారణ లాజిక్ గేట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.

SOA సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క పరిమితులు
SOA పదుల మిల్లీవాట్ల (mW) వరకు అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ పవర్‌ను అందించగలదు, ఇది సాధారణంగా ఫైబర్ ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్ లింక్‌లలో సింగిల్ ఛానల్ ఆపరేషన్‌కు సరిపోతుంది. అయితే, WDM సిస్టమ్‌లకు ఒక్కో ఛానల్‌కు అనేక mWల వరకు పవర్ అవసరం కావచ్చు.
2. SOA ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్‌లలోకి మరియు వాటి నుండి ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల కలయిక తరచుగా సిగ్నల్ నష్టానికి కారణమవుతుంది కాబట్టి, యాక్టివ్ రీజియన్ యొక్క ఇన్‌పుట్/అవుట్‌పుట్ అంశాలపై ఈ నష్టం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి SOA అదనపు ఆప్టికల్ గెయిన్‌ను అందించాలి.
SOA ఇన్‌పుట్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ యొక్క ధ్రువణతకు అత్యంత సున్నితంగా ఉంటుంది.
4. అవి ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్‌ల కంటే యాక్టివ్ మీడియాలో అధిక స్థాయిలో శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
WDM అప్లికేషన్లలో అవసరమైన విధంగా బహుళ ఆప్టికల్ ఛానెల్‌లను యాంప్లిఫై చేస్తే, SOA తీవ్రమైన క్రాస్‌టాక్‌కు కారణమవుతుంది.