Si arrin amplifikimi optik i gjysmëpërçuesit?

Si e bënpërforcues optik gjysmëpërçuestë arrijë amplifikimin?

Pas ardhjes së epokës së komunikimit të fibrave optike me kapacitet të madh, teknologjia optike e amplifikimit është zhvilluar me shpejtësi.Amplifikatorë optikëAmplifikoni sinjalet optike të hyrjes bazuar në rrezatimin e stimuluar ose shpërndarjen e stimuluar. Sipas parimit të punës, amplifikuesit optikë mund të ndahen në amplifikatorë optikë gjysmëpërçues (Soa) dheamplifikatorë optikë të fibrave. Midis 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 valës. Ato janë të përbërë nga rajone aktive dhe pasive, dhe rajoni aktiv është rajoni i fitimit. Kur sinjali i dritës kalon nëpër rajonin aktiv, ai bën që elektronet të humbasin energjinë dhe të kthehen në gjendjen e tokës në formën e fotoneve, të cilat kanë të njëjtën gjatësi vale si sinjali i dritës, duke forcuar kështu sinjalin e dritës. Amplifikuesi optik gjysmëpërçues shndërron transportuesin e gjysmëpërçuesit në grimcën e kundërt me rrymë drejtuese, amplifikon amplituda e dritës së farës së injektuar dhe mban karakteristikat themelore fizike të dritës së farës së injektuar siç janë polarizimi, gjerësia e linjës dhe frekuenca. Me rritjen e rrymës së punës, fuqia optike e daljes gjithashtu rritet në një marrëdhënie të caktuar funksionale.

Por kjo rritje nuk është pa kufij, sepse amplifikuesit 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 transportuesit të injektuar është shumë i madh, fitimi do të ngopet ose madje do të ulet. Kur përqendrimi i transportuesit të injektuar është konstant, fuqia e daljes rritet me rritjen e fuqisë hyrëse, por kur fuqia optike e hyrjes është shumë e madhe, shkalla e konsumit të transportuesit e shkaktuar nga rrezatimi i ngacmuar është shumë i madh, duke rezultuar në ngopjen ose rënien e fitimit. Arsyeja e fenomenit të ngopjes së fitimit është bashkëveprimi midis elektroneve dhe fotoneve në materialin e rajonit aktiv. Pavarësisht nëse fotonet e krijuara në mediumin e fitimit ose fotonet e jashtme, shkalla në të cilën rrezatimi i stimuluar konsumon transportuesit është i lidhur me shkallën në të cilën transportuesit plotësohen në nivelin përkatës të energjisë në kohë. Përveç rrezatimit të stimuluar, shkalla e bartësit e konsumuar nga faktorë të tjerë gjithashtu ndryshime, të cilat ndikojnë negativisht në ngopjen e fitimit.

Meqenëse funksioni më i rëndësishëm i amplifikuesve optikë të gjysmëpërçuesit është amplifikimi linear, kryesisht për të arritur amplifikimin, ai mund të përdoret si amplifikues të energjisë, amplifikatorë të linjës dhe parafjalë në sistemet e komunikimit. Në fundin e transmetimit, amplifikatori optik gjysmëpërçues përdoret si një përforcues i energjisë për të përmirësuar fuqinë e daljes në fundin transmetues të sistemit, i cili mund të rrisë në masë të madhe distancën e stafetave të trungut të sistemit. Në linjën e transmetimit, amplifikatori optik i gjysmëpërçuesit mund të përdoret si një amplifikues linear i stafetave, në mënyrë që distanca e stafetave rigjeneruese të transmetimit të mund të zgjatet përsëri me hapa të mëdhenj. Në fundin e marrjes, amplifikatori optik gjysmëpërçues mund të përdoret si një paraprakisht, i cili mund të përmirësojë shumë ndjeshmërinë e marrësit. Karakteristikat e ngopjes së fitimit të amplifikuesve optikë gjysmëpërçues do të bëjnë që fitimi për pak të lidhet me sekuencën e mëparshme të bit. Efekti i modelit midis kanaleve të vogla mund të quhet gjithashtu efekt modulimi ndër-fitimi. Kjo teknikë përdor mesataren statistikore të efektit të modulimit të fitimit ndër-midis kanaleve të shumta dhe prezanton një valë të vazhdueshme me intensitet të mesëm në proces për të ruajtur rrezen, duke kompresuar kështu fitimin total të amplifikatorit. Pastaj zvogëlohet efekti i modulimit të fitimit ndër-midis kanaleve.

Amplifikuesit optikë gjysmëpërçues kanë strukturë të thjeshtë, integrim të lehtë dhe mund të amplifikojnë sinjalet optike të gjatësive të ndryshme të valëve, dhe përdoren gjerësisht në integrimin e llojeve të ndryshme të lazerëve. Aktualisht, teknologjia e integrimit lazer bazuar në amplifikatorët optikë gjysmëpërçues vazhdon të piqet, por ende duhet të bëhen përpjekje në tre aspektet e mëposhtme. Njëra është të zvogëlojë humbjen e bashkimit me fibrën optike. Problemi kryesor i amplifikatorit optik gjysmëpërçues është se humbja e bashkimit me fibrën është e madhe. Për të përmirësuar efikasitetin e bashkimit, një lente mund të shtohet në sistemin e bashkimit për të minimizuar humbjen e reflektimit, për të përmirësuar simetrinë e rrezes dhe për të arritur bashkimin e efikasitetit të lartë. E dyta është të zvogëlohet ndjeshmëria e polarizimit të amplifikuesve optikë gjysmëpërçues. Karakteristika e polarizimit i referohet kryesisht ndjeshmërisë së polarizimit të dritës së incidentit. Nëse amplifikatori optik gjysmëpërçues nuk përpunohet posaçërisht, gjerësia e bandës efektive të fitimit do të zvogëlohet. Struktura kuantike e pusit mund të përmirësojë në mënyrë efektive stabilitetin e amplifikuesve optikë gjysmëpërçues. Shtë e mundur të studiohet një strukturë e thjeshtë dhe superiore kuantike për të zvogëluar ndjeshmërinë e polarizimit të amplifikuesve optikë të gjysmëpërçuesit. E treta është optimizimi i procesit të integruar. Aktualisht, integrimi i amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues dhe lazer është shumë i komplikuar dhe i rëndë në përpunimin teknik, duke rezultuar në një humbje të madhe në transmetimin e sinjalit optik dhe humbjen e futjes së pajisjes, dhe kostoja është shumë e lartë. Prandaj, ne duhet të përpiqemi të zgjedhim 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 amplifikatorit optik gjysmëpërçues po zhvillohet me shpejtësi. Aktualisht, performanca e amplifikuesve optikë të gjysmëpërçuesit është përmirësuar shumë, veçanërisht në zhvillimin e teknologjive të gjeneratës së re të gjeneratës së re, siç janë mënyrat e ndarjes së gjatësisë së valës ose mënyrat e ndërrimit optik. Me zhvillimin e industrisë së informacionit, do të prezantohet teknologjia optike e amplifikimit të përshtatshme për grupe të ndryshme dhe aplikacione të ndryshme, dhe zhvillimi dhe hulumtimi i teknologjive të reja do të bëjë në mënyrë të pashmangshme teknologjinë e amplifikatorit optik gjysmëpërçues të vazhdojë të zhvillohet dhe përparojë.