რა არის ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი

რა არისნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი

ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელი არის ოპტიკური გამაძლიერებლის ტიპი, რომელიც იყენებს ნახევარგამტარული გამაძლიერებელ გარემოს. ის ლაზერული დიოდის მსგავსია, რომელშიც ქვედა ბოლოში არსებული სარკე ჩანაცვლებულია ნახევრად ამრეკლავი საფარით. სიგნალის სინათლე გადაიცემა ნახევარგამტარული ერთმოდიანი ტალღგამტარის მეშვეობით. ტალღგამტარის განივი ზომაა 1-2 მიკრომეტრი და მისი სიგრძე დაახლოებით 0.5-2 მმ-ია. ტალღგამტარ რეჟიმს აქვს მნიშვნელოვანი გადაფარვა აქტიურ (გაძლიერების) რეგიონთან, რომელსაც დენი იტუმბება. ინექციური დენი წარმოქმნის გარკვეულ მატარებლის კონცენტრაციას გამტარობის ზოლში, რაც საშუალებას იძლევა გამტარობის ზოლის ოპტიკურ გადასვლას ვალენტურ ზოლში. პიკური გამაძლიერებელი ხდება მაშინ, როდესაც ფოტონის ენერგია ოდნავ აღემატება ზონის უფსკრულის ენერგიას. SOA ოპტიკური გამაძლიერებელი, როგორც წესი, გამოიყენება ტელეკომუნიკაციის სისტემებში პიგტეილების სახით, დაახლოებით 1300 ნმ ან 1500 ნმ ოპერაციული ტალღის სიგრძით, რაც უზრუნველყოფს დაახლოებით 30 დბ გამაძლიერებას.

ისSOA ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებელიარის PN შეერთების მოწყობილობა დეფორმაციის კვანტური ჭის სტრუქტურით. გარე პირდაპირი გადახრა ცვლის დიელექტრიკული ნაწილაკების რაოდენობას. გარე აგზნების სინათლის შემოსვლის შემდეგ, წარმოიქმნება სტიმულირებული გამოსხივება, რაც უზრუნველყოფს ოპტიკური სიგნალების გაძლიერებას. ზემოთ ჩამოთვლილი სამივე ენერგიის გადაცემის პროცესი არსებობსSOA ოპტიკური გამაძლიერებელიოპტიკური სიგნალების გაძლიერება სტიმულირებულ ემისიაზეა დაფუძნებული. სტიმულირებული შთანთქმის და სტიმულირებული ემისიის პროცესები ერთდროულად არსებობს. ტუმბოს სინათლის სტიმულირებული შთანთქმა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მატარებლების აღდგენის დასაჩქარებლად და ამავდროულად, ელექტრო ტუმბოს შეუძლია ელექტრონების გაგზავნა მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე (გამტარობის ზოლი). როდესაც სპონტანური გამოსხივება გაძლიერდება, ის წარმოქმნის გაძლიერებულ სპონტანურ გამოსხივების ხმაურს. SOA ოპტიკური გამაძლიერებელი დაფუძნებულია ნახევარგამტარულ ჩიპებზე.

ნახევარგამტარული ჩიპები შედგება ნაერთი ნახევარგამტარებისგან, როგორიცაა GaAs/AlGaAs, InP/AlGaAs, InP/InGaAsP და InP/InAlGaAs და ა.შ. ეს მასალები ასევე გამოიყენება ნახევარგამტარული ლაზერების დასამზადებლად. SOA-ს ტალღმძღვანელი დიზაინი იგივეა ან მსგავსია ლაზერების. განსხვავება იმაში მდგომარეობს, რომ ლაზერებს ოპტიკური სიგნალის რხევის გენერირებისა და შენარჩუნების მიზნით, გაძლიერების გარემოს გარშემო რეზონანსული ღრუს შექმნა სჭირდებათ. ოპტიკური სიგნალი გამომავალ ღრუში რამდენჯერმე გაძლიერდება.SOA გამაძლიერებელი(აქ განხილული საკითხი შემოიფარგლება მხოლოდ მოძრავი ტალღის გამაძლიერებლებით, რომლებიც გამოიყენება უმეტეს აპლიკაციებში), სინათლეს მხოლოდ ერთხელ სჭირდება გაძლიერების გარემოში გავლა და უკუ არეკვლი მინიმალურია. SOA გამაძლიერებლის სტრუქტურა შედგება სამი ზონისგან: ზონის P, ზონის I (აქტიური ფენა ან კვანძი) და ზონის N. აქტიური ფენა, როგორც წესი, შედგება კვანტური ჭებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ გააუმჯობესონ ფოტოელექტრული გარდაქმნის ეფექტურობა და შეამცირონ ზღურბლის დენი.

სურათი 1. ოპტიკურ-ოპტიკური იმპულსების გენერირებისთვის ინტეგრირებული SOA-თი ბოჭკოვანი ლაზერი

გამოყენებულია არხის გადაცემაზე

SOA-ები, როგორც წესი, არა მხოლოდ გამაძლიერებლად გამოიყენება: მათი გამოყენება ასევე შესაძლებელია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სფეროში, ისეთ არაწრფივ პროცესებზე დაფუძნებულ აპლიკაციებში, როგორიცაა გაჯერების მომატება ან ჯვარედინი ფაზის პოლარიზაცია, რომლებიც იყენებენ SOA ოპტიკურ გამაძლიერებელში გადამტანის კონცენტრაციის ვარიაციას ცვალებადი რეფრაქციული ინდექსების მისაღებად. ეს ეფექტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას არხის გადაცემაზე (ტალღის სიგრძის გარდაქმნა), მოდულაციის ფორმატის გარდაქმნაზე, საათის აღდგენაზე, სიგნალის რეგენერაციასა და შაბლონის ამოცნობაზე და ა.შ. ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სისტემებში.

ოპტოელექტრონული ინტეგრირებული სქემების ტექნოლოგიის განვითარებასთან და წარმოების ხარჯების შემცირებასთან ერთად, SOA ნახევარგამტარული ოპტიკური გამაძლიერებლის, როგორც ძირითადი გამაძლიერებლების, ფუნქციური ოპტიკური მოწყობილობებისა და ქვესისტემის კომპონენტების გამოყენების სფეროები გააგრძელებს გაფართოებას.