Si arrin amplifikimin amplifikatori optik gjysmëpërçues?

Si funksiononamplifikator optik gjysmëpërçuestë arrihet amplifikimi?

Pas ardhjes së epokës së komunikimit me fibra optike me kapacitet të madh, teknologjia e amplifikimit optik është zhvilluar me shpejtësi.Amplifikatorë optikëamplifikojnë sinjalet optike hyrëse bazuar në rrezatimin e stimuluar ose shpërndarjen e stimuluar. Sipas parimit të punës, amplifikatorët optikë mund të ndahen në amplifikatorë optikë gjysmëpërçues (SOA) dheamplifikatorë me fibra optikeMidis tyre,amplifikatorë optikë gjysmëpërçuesPërdoren gjerësisht në komunikimin optik për shkak të avantazheve të brezit të gjerë të fitimit, integrimit të mirë dhe diapazonit të gjerë të gjatësisë së valës. Ato përbëhen nga rajone aktive dhe pasive, dhe rajoni aktiv është rajoni i fitimit. Kur sinjali i dritës kalon nëpër rajonin aktiv, kjo bën që elektronet të humbasin energji dhe të kthehen në gjendjen themelore në formën e fotoneve, të cilat kanë të njëjtën gjatësi vale si sinjali i dritës, duke amplifikuar kështu sinjalin e dritës. Amplifikatori optik gjysmëpërçues e shndërron bartësin gjysmëpërçues në grimcë të kundërt nga rryma lëvizëse, amplifikon amplitudën e dritës fillestare të injektuar dhe ruan karakteristikat themelore fizike të dritës fillestare të injektuar, siç janë polarizimi, gjerësia e vijës dhe frekuenca. Me rritjen e rrymës së punës, fuqia optike e daljes rritet gjithashtu në një marrëdhënie të caktuar funksionale.

Por kjo rritje nuk është pa kufij, sepse amplifikatorët optikë gjysmëpërçues kanë një fenomen të ngopjes së fitimit. Fenomeni tregon se kur fuqia optike e hyrjes është konstante, fitimi rritet me rritjen e përqendrimit të bartësit të injektuar, por kur përqendrimi i bartësit të injektuar është shumë i madh, fitimi do të ngopet ose edhe do të ulet. Kur përqendrimi i bartësit të injektuar është konstant, fuqia e daljes rritet me rritjen e fuqisë së hyrjes, por kur fuqia optike e hyrjes është shumë e madhe, shkalla e konsumit të bartësit të shkaktuar nga rrezatimi i ngacmuar është shumë e madhe, duke rezultuar në ngopje ose rënie të fitimit. Arsyeja për fenomenin e ngopjes së fitimit është bashkëveprimi midis elektroneve dhe fotoneve në materialin e rajonit aktiv. Qofshin fotonet e gjeneruara në mjedisin e fitimit apo fotonet e jashtme, shkalla me të cilën rrezatimi i stimuluar konsumon bartësit lidhet me shkallën me të cilën bartësit rimbushin nivelin përkatës të energjisë me kalimin e kohës. Përveç rrezatimit të stimuluar, shkalla e bartësit të konsumuar nga faktorë të tjerë gjithashtu ndryshon, gjë që ndikon negativisht në ngopjen e fitimit.

Meqenëse funksioni më i rëndësishëm i amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues është amplifikimi linear, kryesisht për të arritur amplifikim, ato mund të përdoren si amplifikatorë fuqie, amplifikatorë linje dhe paraamplifikatorë në sistemet e komunikimit. Në skajin transmetues, amplifikatori optik gjysmëpërçues përdoret si një amplifikator fuqie për të rritur fuqinë e daljes në skajin transmetues të sistemit, gjë që mund të rrisë shumë distancën e relesë së trungut të sistemit. Në linjën e transmetimit, amplifikatori optik gjysmëpërçues mund të përdoret si një amplifikator releje lineare, në mënyrë që distanca e relesë rigjeneruese të transmetimit të mund të zgjatet përsëri me hapa të mëdhenj. Në skajin marrës, amplifikatori optik gjysmëpërçues mund të përdoret si një paraamplifikator, gjë që mund të përmirësojë shumë ndjeshmërinë e marrësit. Karakteristikat e ngopjes së fitimit të amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues do të bëjnë që fitimi për bit të lidhet me sekuencën e mëparshme të biteve. Efekti i modelit midis kanaleve të vegjël mund të quhet gjithashtu efekti i modulimit të fitimit të kryqëzuar. Kjo teknikë përdor mesataren statistikore të efektit të modulimit të fitimit të kryqëzuar midis kanaleve të shumëfishta dhe fut një valë të vazhdueshme me intensitet të mesëm në proces për të ruajtur rrezen, duke kompresuar kështu fitimin total të amplifikatorit. Pastaj efekti i modulimit të fitimit të kryqëzuar midis kanaleve zvogëlohet.

Amplifikatorët optikë gjysmëpërçues kanë strukturë të thjeshtë, integrim të lehtë dhe mund të amplifikojnë sinjale optike me gjatësi vale të ndryshme, dhe përdoren gjerësisht në integrimin e llojeve të ndryshme të lazerëve. Aktualisht, teknologjia e integrimit me lazer bazuar në amplifikatorët optikë gjysmëpërçues vazhdon të përparojë, por ende duhen bërë përpjekje në tre aspektet e mëposhtme. Njëri është zvogëlimi i humbjes së çiftëzimit me fibrën optike. Problemi kryesor i amplifikatorit optik gjysmëpërçues është se humbja e çiftëzimit me fibrën është e madhe. Për të përmirësuar efikasitetin e çiftëzimit, një lente mund të shtohet në sistemin e çiftëzimit për të minimizuar humbjen e reflektimit, për të përmirësuar simetrinë e rrezes dhe për të arritur çiftëzimin me efikasitet të lartë. E dyta është zvogëlimi i ndjeshmërisë së polarizimit të amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues. Karakteristika e polarizimit i referohet kryesisht ndjeshmërisë së polarizimit të dritës incidente. Nëse amplifikatori optik gjysmëpërçues nuk përpunohet posaçërisht, gjerësia efektive e brezit të fitimit do të zvogëlohet. Struktura e pusit kuantik mund të përmirësojë në mënyrë efektive stabilitetin e amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues. Është e mundur të studiohet një strukturë e thjeshtë dhe superiore e pusit kuantik për të zvogëluar ndjeshmërinë e polarizimit të amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues. E treta është optimizimi i procesit të integruar. Aktualisht, integrimi i amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues dhe lazerëve është shumë i ndërlikuar dhe i vështirë në përpunimin teknik, duke rezultuar në një humbje të madhe në transmetimin e sinjalit optik dhe humbje të futjes së pajisjes, si dhe kostoja është shumë e lartë. Prandaj, duhet të përpiqemi të optimizojmë strukturën e pajisjeve të integruara dhe të përmirësojmë saktësinë e pajisjeve.

Në teknologjinë e komunikimit optik, teknologjia e amplifikimit optik është një nga teknologjitë mbështetëse, dhe teknologjia e amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues po zhvillohet me shpejtësi. Aktualisht, performanca e amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues është përmirësuar shumë, veçanërisht në zhvillimin e teknologjive optike të gjeneratës së re, siç janë multipleksimi i ndarjes së gjatësisë së valës ose mënyrat e ndërrimit optik. Me zhvillimin e industrisë së informacionit, do të futet teknologjia e amplifikimit optik e përshtatshme për breza të ndryshëm dhe aplikime të ndryshme, dhe zhvillimi dhe kërkimi i teknologjive të reja do të bëjë që teknologjia e amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues të vazhdojë të zhvillohet dhe të lulëzojë.