اصل سوئیچ نوری SOA (سوئیچ نوری نوع تقویت کننده نوری نیمه هادی)

یکSOA (سوئیچ تقویت کننده نوری نیمه هادی)یک دستگاه نوری هسته ای است که سوئیچینگ/مسیریابی سیگنال نوری را بر اساس ویژگی های اشباع بهره تقویت کننده نوری نیمه هادی (SOA) انجام می دهد. این عملکرد دوگانه "تقویت نوری" و "سوئیچینگ نوری" را ترکیب می کند و به طور گسترده در ارتباطات نوری (مانند ماژول های نوری، اتصالات متقابل نوری (OXC) و اتصالات نوری مرکز داده) استفاده می شود، به ویژه برای سناریوهای شبکه نوری با سرعت بالا و چگالی بالا.

پایه فیزیکی اصلی: اثر اشباع به دست آوردن SOA

برای درک سوئیچ های نوری SOA، ابتدا لازم است که اصل کار اصلی SOA-تقویت انتشار تحریک شده و ویژگی های اشباع را درک کنیم:

ساختار پایه SOA: اساساً یک موجبر نیمه هادی است (معمولاً از سیستم های مواد InP/InGaAsP استفاده می کند، مناسب برای پنجره های ارتباطی 1310nm/1550nm). دو سر موجبر فیلم های ضد انعکاس (کاهش انعکاس) هستند و قسمت داخلی آن با نواحی فعال دوپ شده است (واسطه بهره را فراهم می کند). حامل های شارژ از طریق تزریق الکتریکی به سطح انرژی بالایی برانگیخته می شوند.

تقویت انتشار تحریک شده: هنگامی که سیگنال نوری ورودی (نور سیگنال) وارد ناحیه فعال SOA می شود، حامل های پرانرژی توسط فوتون های نور سیگنال "تحریک" می شوند تا به سطوح انرژی پایین تر منتقل شوند و فوتون هایی با طول موج، فاز و قطبش مشابه نور سیگنال آزاد می کنند، بنابراین به طور معمول سیگنال نوری را تقویت می کند. 10 تا 30 دسی بل).

مشخصه کلیدی اشباع بهره: بهره یک SOA بی نهایت نیست - وقتی جریان تزریقی ثابت است، حداکثر بهره SOA با "غلظت حامل" تعیین می شود. اگر توان نوری ورودی به اندازه کافی بزرگ باشد (بیش از "قدرت اشباع Psat")، به سرعت حامل های انرژی بالا در منطقه فعال را مصرف می کند و باعث می شود بهره SOA به شدت کاهش یابد و در نهایت وارد "وضعیت اشباع بهره" شود (در این مرحله بهره تمایل به تثبیت دارد و دیگر نمی تواند با افزایش توان ورودی افزایش یابد).

منطق اصلی سوئیچینگ نوری SOA: با استفاده از "چراغ کنترل" برای تنظیم وضعیت بهره SOA، "چراغ سیگنال" به طور غیر مستقیم روشن/خاموش می شود.

بوکسوپترونیکمی تواند سود بالایی ارائه دهدتقویت کننده های SOAدر 1060 نانومتر، 1310 نانومتر، 1550 نانومتر و 1560 نانومتر.