SOA的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,可充分利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器技術(shù),制作工藝成熟,成本低、壽命長(zhǎng)、功耗小,且便于與其他光器件進(jìn)行集成。另外,其工作波段可覆蓋l.3~1.6/μm波段,這是EDFA或PDFA所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但的弱點(diǎn)是與光纖的耦合損耗太大,噪聲及串?dāng)_較大且易受環(huán)境溫度影響,因此穩(wěn)定性較差。SOA除了可用于光放大外,還可以作為光開(kāi)關(guān)和波長(zhǎng)變換器。
半導(dǎo)體光放大器(SOA)由有源區(qū)和無(wú)源區(qū)構(gòu)成,有源區(qū)為增益區(qū)。當(dāng)光信號(hào)通過(guò)有源區(qū)域時(shí),它會(huì)導(dǎo)致這些電子以光子的形式失去能量并回到基態(tài)。受激勵(lì)的光子具有與光信號(hào)相同的波長(zhǎng),從而放大光信號(hào)。

SOA(Semi-conductor Optical Amplifier)半導(dǎo)體光放大器是采用應(yīng)變量子阱結(jié)構(gòu)的PN結(jié)器件,外部正向偏壓形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),外部光進(jìn)入后導(dǎo)致受激輻射,形成光信號(hào)放大。

在10G/ 40G/ 100G的傳輸系統(tǒng)中,常規(guī)布局遠(yuǎn)距離接收端接收不到光信號(hào),如下圖。此時(shí)可以在1310nm多路波分復(fù)用器與LR4的光模塊之間添加半導(dǎo)體光纖發(fā)大器(SOA),放大1310nm波段,可以實(shí)現(xiàn)高帶寬信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。

半導(dǎo)體光放大器(SOA)的工作原理是由驅(qū)動(dòng)電流將半導(dǎo)體載流子轉(zhuǎn)化為反轉(zhuǎn)粒子,使得注入種子光幅度放大,并保持注入種子光的偏振、線寬和頻率等基本物理特性。隨著工作電流的增加,輸出光功率也成一定函數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)。目前常見(jiàn)和成熟的技術(shù)有直波導(dǎo)半導(dǎo)體光放大器和寬波導(dǎo)半導(dǎo)體光放大器。
隨著SOA其輸出光功率、小信號(hào)增益、增益偏振靈敏度、噪聲指數(shù)等性能的提升,SOA將在全光網(wǎng)絡(luò)通信和傳感網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。SOA除了可以滿足1310nm波段的放大,在一些1550nm波段的單級(jí)放大領(lǐng)域SOA已可完全替代EDFA。