ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायर मालिका: सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायरची ओळख

ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायरमालिका: सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायरची ओळख

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर(SOA) हे सेमीकंडक्टर गेन माध्यमांवर आधारित एक ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायर आहे. हे मूलतः फायबर कपल्ड सेमीकंडक्टर लेझर ट्यूबसारखेच असते, ज्यात शेवटच्या आरशाऐवजी अँटी-रिफ्लेक्टिव्ह फिल्म वापरलेली असते; शेवटची परावर्तकता आणखी कमी करण्यासाठी टिल्टेड वेव्हगाईड्सचा वापर केला जाऊ शकतो. सिग्नल लाईट सामान्यतः एका सेमीकंडक्टर सिंगल-मोड वेव्हगाईडमधून प्रसारित केला जातो, ज्याचे बाजूचे परिमाण १-२ μm आणि लांबी अंदाजे ०.५-२ मिमी असते. वेव्हगाईड मोड सक्रिय (अॅम्प्लिफिकेशन) क्षेत्राशी मोठ्या प्रमाणात ओव्हरलॅप होतो, ज्याला करंटद्वारे पंप केले जाते. करंट इंजेक्ट केल्याने कंडक्शन बँडमध्ये एक विशिष्ट कॅरियर घनता निर्माण होते, ज्यामुळे कंडक्शन बँडमधून व्हॅलेन्स बँडमध्ये ऑप्टिकल संक्रमण शक्य होते. बँडगॅप ऊर्जेपेक्षा किंचित जास्त असलेल्या फोटॉन ऊर्जेवर कमाल गेन मिळतो.

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायरचे कार्य तत्त्व
सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायर (एसओए) उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे आपाती प्रकाश संकेतांचे प्रवर्धन करतात आणि त्यांची कार्यप्रणाली सेमीकंडक्टर लेझरसारखीच असते.SOA ऑप्टिकल अँप्लिफायरहा फीडबॅक नसलेला एक सेमीकंडक्टर लेझर आहे, आणि जेव्हा सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल ॲम्प्लिफायरला ऑप्टिकली किंवा इलेक्ट्रिकली पंप केले जाते तेव्हा कणांची संख्या उलट करून ऑप्टिकल गेन मिळवणे हे त्याचे मुख्य उद्दिष्ट आहे.
प्रकारSOA सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर
ग्राहक प्रणालींमध्ये SOA च्या भूमिकेनुसार, त्यांचे चार श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: सिरीयल, बूस्टर, स्विचिंग SOA आणि प्रीअँप्लिफायर.
१. थेट अंतर्वेशन: उच्च गेन, मध्यम Psat; कमी NF आणि कमी PDG, सामान्यतः ध्रुवीकरण स्वतंत्र SOA शी संबंधित.
२. एनहान्सर: उच्च पीसॅट, कमी गेन, सामान्यतः पोलरायझेशनवर अवलंबून असते;
३. स्विच: उच्च विलोपन गुणोत्तर आणि जलद वाढ/घट वेळ;
४. प्री अँम्प्लिफायर: जास्त अंतराच्या प्रेषणासाठी, कमी NF साठी आणि जास्त गेनसाठी उपयुक्त.
SOA सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल ॲम्प्लिफायरचे फायदे
बँडविड्थच्या मर्यादेत SOA द्वारे मिळणारा ऑप्टिकल गेन हा आपाती ऑप्टिकल सिग्नलच्या तरंगलांबीवर तुलनेने अवलंबून नसतो.
ऑप्टिकल पंपिंगऐवजी, वर्धित पंप सिग्नल म्हणून विद्युत प्रवाह इंजेक्ट करा.
त्याच्या लहान आकारामुळे, SOA ला एकाच सपाट सब्सट्रेटवर अनेक वेव्हगाईड फोटोनिक उपकरणांसह एकत्रित केले जाऊ शकते.
४. ते डायोड लेझरप्रमाणेच तंत्रज्ञान वापरतात.
SOA हे 1300 nm आणि 1550 nm च्या कम्युनिकेशन स्पेक्ट्रल बँडमध्ये, अधिक रुंद बँडविड्थसह (100 nm पर्यंत) कार्य करू शकते.
६. ऑप्टिकल रिसीव्हरच्या टोकाला प्रीअँप्लिफायर म्हणून काम करण्यासाठी त्यांना कॉन्फिगर आणि इंटिग्रेट केले जाऊ शकते.
WDM ऑप्टिकल नेटवर्क्समध्ये SOA चा वापर एका साध्या लॉजिक गेट म्हणून केला जाऊ शकतो.

SOA सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल अॅम्प्लिफायरच्या मर्यादा
SOA काही दहा मिलिवॅट्स (mW) पर्यंत आउटपुट ऑप्टिकल पॉवर देऊ शकते, जी फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशन लिंक्समधील सिंगल चॅनल ऑपरेशनसाठी सामान्यतः पुरेशी असते. तथापि, WDM सिस्टीम्सना प्रति चॅनल अनेक मिलिवॅट्सपर्यंत पॉवरची आवश्यकता असू शकते.
२. SOA इंटिग्रेटेड चिप्समध्ये इनपुट ऑप्टिकल फायबर्सच्या जोडणीमुळे अनेकदा सिग्नल लॉस होत असल्यामुळे, ॲक्टिव्ह रिजनच्या इनपुट/आउटपुट पैलूंवर होणारा या लॉसचा परिणाम कमी करण्यासाठी SOA ने अतिरिक्त ऑप्टिकल गेन प्रदान करणे आवश्यक आहे.
SOA हे इनपुट ऑप्टिकल सिग्नलच्या ध्रुवीकरणास अत्यंत संवेदनशील असते.
४. ते फायबर अॅम्प्लिफायरपेक्षा सक्रिय माध्यमांमध्ये उच्च पातळीचा आवाज निर्माण करतात.
WDM अनुप्रयोगांमध्ये आवश्यकतेनुसार अनेक ऑप्टिकल चॅनेल प्रवर्धित केल्यास, SOA मुळे गंभीर क्रॉसटॉक निर्माण होईल.