不属于半导体光放大器的特点

不属于半导体光放大器的特点,第1张

激光腔。半导体光放大器件是指由半导体材料制成,与半导体激光器的工作原理相同,利用能级间跃迁的受激现象进行放大。不属于导体的特点是激光腔,是直接激光发射的。当偏置电流低于振荡阀值时,激光二极管就能对输入的相干光实现光放大。

种类:

光放大器一般可以分为光纤放大器和半导体光放大器两种。光纤放大器还可以分为掺铒(Er)光纤放大器,掺镨(Pr)光纤放大器以及拉曼放大器等几种。其中掺铒光纤放大器工作于1550nm波长,已经广泛应用于光纤通信工业领域。掺镨的放大器可以工作于1310nm波长,但是由于转换效率不理想,现在仍然处于实验室研究阶段。拉曼放大器是近几年开始商用化的一种新型放大器,主要应用于需要分布式放大的场合。半导体光放大器结构小巧,方便集成,一直被很多人看好。但是由于偏振效应不太理想,一直没有大规模商用化。

原理:

掺铒光纤放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifer,EDFA)的组成基本上包括了掺铒光纤,泵浦激光器,光合路器几个部分。基于不同的用途,掺铒光纤放大器已经发展出多种不同的结构。

EDFA的放大原理与雷射产生原理类似,光纤中参杂的稀土族元素Er(3+)其亚稳态(meta-stable state)和基态(ground state)的能量差相当于1550nm光子的能量、

当吸收适当波长的泵浦光能量(980nm或1480nm)后,电子会从基态(跃迁到能阶较高的激发态(exciting state),接着释放少量能量转移到较稳定的亚稳态、在泵浦光源足够时铒离子的电子会发生居量反转(population reverse),即高能阶的亚稳态比能阶低的基态电子数量多、当适当的光信号通过时,亚稳态电子会发生受激辐射效应,放射出大量同波长光子、但因为存在振动能阶,所以波长不是单一而是一个范围,典型值为1530~1570nm、

SOA分类

一般有行波放大和谐振放大两种,行波SOA的材料和一般半导体激光器相同,光纤通讯领域多为InP材料,放大波段1550nm附近,毅力简单的理解为一个没有反馈腔的激光器,一般端面反射率小于千分之五。


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