ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર શ્રેણી: સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરનો પરિચય

ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરશ્રેણી: સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરનો પરિચય

સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર(SOA) એ સેમિકન્ડક્ટર ગેઇન મીડિયા પર આધારિત ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર છે. તે મૂળભૂત રીતે ફાઇબર કપલ્ડ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટ્યુબ જેવું છે, જેનો છેડો મિરર એન્ટી રિફ્લેક્ટિવ ફિલ્મ દ્વારા બદલવામાં આવે છે; ટિલ્ટેડ વેવગાઇડ્સનો ઉપયોગ એન્ડ રિફ્લેક્ટિવિટીને વધુ ઘટાડવા માટે કરી શકાય છે. સિગ્નલ લાઇટ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર સિંગલ-મોડ વેવગાઇડ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, જેનો લેટરલ ડાયમેન્શન 1-2 μm અને લંબાઈ આશરે 0.5-2mm હોય છે. વેવગાઇડ મોડ સક્રિય (એમ્પ્લીફિકેશન) પ્રદેશ સાથે નોંધપાત્ર રીતે ઓવરલેપ થાય છે, જે કરંટ દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે. કરંટ ઇન્જેક્ટ કરવાથી વાહકતા બેન્ડમાં ચોક્કસ વાહક ઘનતા ઉત્પન્ન થાય છે, જે વાહકતા બેન્ડથી વેલેન્સ બેન્ડમાં ઓપ્ટિકલ સંક્રમણો માટે પરવાનગી આપે છે. મહત્તમ ગેઇન બેન્ડગેપ ઉર્જાથી સહેજ ઉપર ફોટોન ઉર્જા પર થાય છે.

સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરના કાર્ય સિદ્ધાંત
સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર (એસઓએ) ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા ઘટના પ્રકાશ સંકેતોને વિસ્તૃત કરે છે, અને તેમની પદ્ધતિ સેમિકન્ડક્ટર લેસર જેવી જ છે.SOA ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરતે માત્ર એક સેમિકન્ડક્ટર લેસર છે જેમાં કોઈ પ્રતિક્રિયા નથી, અને તેનો મુખ્ય ભાગ સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરને ઓપ્ટિકલી અથવા ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ કરવામાં આવે ત્યારે કણોની સંખ્યાને ઉલટાવીને ઓપ્ટિકલ ગેઇન મેળવવાનો છે.
ના પ્રકારોSOA સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર
ગ્રાહક સિસ્ટમોમાં SOA દ્વારા ભજવવામાં આવતી ભૂમિકા અનુસાર, તેમને ચાર શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: સીરીયલ, બૂસ્ટર, સ્વિચિંગ SOA અને પ્રીએમ્પ્લીફાયર.
1. સીધો દાખલ: વધુ લાભ, મધ્યમ Psat; નીચું NF અને નીચું PDG, સામાન્ય રીતે ધ્રુવીકરણ સ્વતંત્ર SOA સાથે સંકળાયેલું છે·
2. એન્હાન્સર: ઉચ્ચ Psat, ઓછો લાભ, સામાન્ય રીતે ધ્રુવીકરણ પર આધાર રાખે છે;
3. સ્વિચ: ઉચ્ચ લુપ્તતા ગુણોત્તર અને ઝડપી ઉદય/પતન સમય;
4. પ્રી એમ્પ્લીફાયર: લાંબા ટ્રાન્સમિશન અંતર, ઓછા NF અને વધુ ગેઇન માટે યોગ્ય.
SOA સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરના ફાયદા
બેન્ડવિડ્થમાં SOA દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવતો ઓપ્ટિકલ ગેઇન ઘટના ઓપ્ટિકલ સિગ્નલની તરંગલંબાઇથી પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર છે.
ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગને બદલે એમ્પ્લીફાઇડ પંપ સિગ્નલ તરીકે કરંટ ઇન્જેક્ટ કરો.
તેના કોમ્પેક્ટ કદને કારણે, SOA ને એક જ પ્લેનર સબસ્ટ્રેટ પર બહુવિધ વેવગાઇડ ફોટોનિક ઉપકરણો સાથે સંકલિત કરી શકાય છે.
૪. તેઓ ડાયોડ લેસર જેવી જ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.
SOA ૧૩૦૦ nm અને ૧૫૫૦ nm ના કોમ્યુનિકેશન સ્પેક્ટ્રલ બેન્ડમાં કાર્ય કરી શકે છે, જેમાં વધુ વ્યાપક બેન્ડવિડ્થ (૧૦૦ nm સુધી) હોય છે.
6. તેમને ઓપ્ટિકલ રીસીવરના છેડા પર પ્રીએમ્પ્લીફાયર તરીકે સેવા આપવા માટે ગોઠવી અને સંકલિત કરી શકાય છે.
WDM ઓપ્ટિકલ નેટવર્ક્સમાં SOA નો ઉપયોગ એક સરળ લોજિક ગેટ તરીકે થઈ શકે છે.

SOA સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરની મર્યાદાઓ
SOA દસ મિલીવોટ (mW) સુધીની આઉટપુટ ઓપ્ટિકલ પાવર પ્રદાન કરી શકે છે, જે સામાન્ય રીતે ફાઇબર ઓપ્ટિક કોમ્યુનિકેશન લિંક્સમાં સિંગલ ચેનલ ઓપરેશન માટે પૂરતું હોય છે. જો કે, WDM સિસ્ટમોને પ્રતિ ચેનલ અનેક મેગાવોટ પાવરની જરૂર પડી શકે છે.
2. SOA ઇન્ટિગ્રેટેડ ચિપ્સમાં ઇનપુટ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરના જોડાણને કારણે ઘણીવાર સિગ્નલ નુકશાન થાય છે, તેથી SOA એ સક્રિય પ્રદેશના ઇનપુટ/આઉટપુટ પાસાઓ પર આ નુકસાનની અસર ઘટાડવા માટે વધારાનો ઓપ્ટિકલ ગેઇન પ્રદાન કરવો આવશ્યક છે.
SOA ઇનપુટ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોના ધ્રુવીકરણ પ્રત્યે ખૂબ સંવેદનશીલ છે.
4. તેઓ ફાઇબર એમ્પ્લીફાયર કરતાં સક્રિય મીડિયામાં વધુ અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે.
જો WDM એપ્લિકેશન્સમાં જરૂરિયાત મુજબ બહુવિધ ઓપ્ટિકલ ચેનલોને એમ્પ્લીફાઇડ કરવામાં આવે, તો SOA ગંભીર ક્રોસસ્ટોકનું કારણ બનશે.