SOA光放大器-康冠光电半导体光放大器soa产品详情介绍

 

 

一、SOA光放大器概述：

 

SOA光放大器是一种把半导体激光器结构作为放大装置使用的器件，设计上和法布里-珀罗激光二极管相似，区别是法布里-珀罗激光二极管在半导体芯片的两端都有反射膜，两个表面反射的光反馈构成了一个能产生受激发光的腔体，半导体光放大器在半导体芯片两端都镀有增透膜(AR)，增透膜限制了光到芯片里的反馈，这样激光就不会产生。

 

半导体光放大器SOA本质上是一个激光二极管（LD），其输入和输出端口没有反馈，因此也被称为行波放大器（TWA）。 SOA光放大器已被证明是多用途和多功能设备，是光网络的关键构件。因为具有能带结构所以其增益带宽比采用光纤放大器宽，另外通过改变所使用的半导体材料的组成可使波长使用范围超过100nm，这是半导体光放大器的一个突出特点。

 

有五个参数用于表征SOA光放大器：（1）增益（Gs）; （2）增益带宽; （3）饱和输出功率（PSAT）; （4）噪声系数（NF） （5）偏振相关增益（PDG）。SOA光放大器应具有适用应用的较高增益。还需要宽的光学带宽，使得SOA光放大器可以放大宽范围的信号波长。增益饱和效应会使输出出现令人沮丧的失真，因此理想的SOA应具有较高的饱和输出功率，以获得良好的线性度，以获得较小失真并最大化其动态范围。理想的SOA光放大器也应具有较低的噪声系数（物理限制为3dB），以最大限度地减少输出端的放大自发辐射（ASE）功率。最后，理想的半导体光放大器SOA应具有非常低的偏振灵敏度，以最小化横向电（TE）和横向磁（TM）极化状态之间的增益差。然而，由于其内部发生的各种过程的物理限制，制作理想的SOA光放大器仍存在限制和挑战。

 

康冠光电SOA光放大器

 

二、SOA光放大器原理：

 

半导体光放大器的原理与掺稀土光纤放大器相似但也有不同，其放大特性主要取决于有源层的介质特性和激光腔的特性。它虽也是粒子数反转放大发光，但发光的媒介是非平衡载流子即电子空穴对，而非稀有元素。通过适当的选择半导体材料，就可使发射或吸收波长处于光通信所需要的范围(如1300nm或1550nm)内的带隙。相比光纤放大器，半导体光放大器最大弱点是与光纤耦合损耗大，噪声及串扰较大，易受环境温度影响。

 

SOA是单程行波放大器，对单色和多波长信号的性能都很好。SOA是一种偏振不敏感的光学放大器，它能够放大所有偏振态，是理想的嵌入式放大器，如果输入光的偏振态未知或者有波动那使用SOA。和所有的典型放大器一样，SOA在两个区域内工作：一个线性、平坦、恒定增益的区域和一个非线性、饱和输出的区域。当用于放大调制的信号时，线性区域通常被用于消除图形有关的失真，多通道串扰和EDFA所共有的瞬态响应问题。非线性区域可以利用半导体增益介质高度非线性的优点(交叉增益调制、交叉相位调制)，进行波长转换、光学3R重建、激光头识别和其他高速光学信号处理功能。

 

对于连续输入信号，放大器在线性区域内可产生的最大功率用Ppeak表示。放大器产生的功率大小由饱和输出功率Psat决定。注意，在下图中，Ppeak为线性区域内的最大输出功率，Psat为非线性区域内的饱和输出功率。Psat被定义为小信号增益被压缩3dB时的输出功率。可以推出，最大连续功率大约比饱和功率高3dB。

 

 

 

SOA Linear verse Non-linear Regimes

 

 

三、SOA半导体光放大器的分类：

 

 

 

 

四、SOA光放大器的增益饱和

 

高功率半导体光放大器其输出能量受到饱和能量和放大的自发辐射的限制

 

1、增益饱和能量：

 

 

 

2、增益饱和：

 

当输入光功率一定时，增益随着注入载流子的浓度增加而增加，但当注入的载流子浓度过大时，增益会饱和甚至下降；当注入载流子的浓度一定，输出功率随着输入功率的增加而增加，但当输入光功率过大时，由受激辐射引起的载流子消耗速率过大，产生增益饱和或下降。

 

3、造成增益饱和的原因：

SOA有源区材料中的电子和光子相互作用，不论是增益介质内部产生的光子还是外来的光子，由他们引起的受激辐射消耗载流子的速率与载流子及时补充到相应能级的速率有关。除受激辐射外，其他因素所消耗的载流子速率也会发生变化，从而对SOA的增益饱和产生不利影响。

 

五、SOA光放大器的噪声特性

 

1、噪声特性：

SOA的噪声主要是由于增益介质内电子与光子的相互作用导致的光强与相位的随机起伏。用噪声指数来描述，主要噪声源是信号光与放大的自发发射（ASE）的拍噪声和自发发射分量之间形成的拍噪声。

 

2、噪声的影响：

SOA中的ASE噪声不仅会恶化级联的SOA的噪声特性，还会使单个SOA的饱和输出功率降低。

 

3、降低SOA噪声的措施：

应尽量减小端面（尤其是输入面）的反射率以及增益介质波导的损耗系数。

 

六、SOA光放大器特点及应用领域：

 

1、特点：

  光纤器件的生产和性能测试

  小信号功率放大

  实验室研究领域

  光纤通信系统

 

2、应用领域:              

  低噪声指数

  高工作带宽

  偏振相关度低

  模块封装

七、SOA光放大器产品性能参数：

 

八、SOA光放大器特性曲线：

 

 

九、SOA光放大器订货信息：

如有特殊需求，请联系我们销售人员