[ Список тем] страницы темы: [1] [2] [3] [4]

Оптические усилители.
Полупроводниковые ОУ (ППЛУ).

Полупроводниковые ОУ имеют следующие преимущества: очень малые габариты и массу, прямое преобразование электрической энергии в оптическую, что обуславливает значительно меньшее потребление энергии.

Основу полупроводниковых лазерных усилителей составляет активная среда, аналогичная той, которая используется в полупроводниковых лазерах.

В ППЛУ отсутствуют зеркальные резонаторы, характерные для полупроводниковых лазеров. Для уменьшения френелевского отражения с обеих сторон активной среды наносится специальное покрытие толщиной /4 с согласованным показателем преломления, рис.1.

Рис.1 Полупроводниковый лазерный усилитель

Полупроводниковые лазерные усилители не получили столь широкого распространения, как усилители на примесном волокне. Дело в том, что ППЛУ свойственны два существенных недостатка.

Светоизлучающий активный слой имеет поперечный размер несколько микрон, но толщину в пределах одного микрона, что много меньше, чем диаметр светонесущей части оптического волокна (~ 9 мкм – для одномодового волокна). Вследствие этого большая часть светового потока из входящего волокна не попадает в активную область и теряется, что уменьшает КПД усилителя. Увеличить КПД можно, поставив между входящим волокном и активной средой линзу, но это приводит к усложнению конструкции.

Второй недостаток имеет более тонкую природу. Дело в том, что выход (коэффициент усиления) ППЛУ зависит от направления поляризации и может отличаться на 4-8дБ для двух ортогональных поляризаций. Можно уменьшить эту зависимость от поляризации путем установки двух лазеров – возможно как параллельное (требуется пара разветвителей), так и последовательное их подключение. Но это приводит к усложнению конструкции и росту стоимости.

Два приведенных недостатка нивелируются в тех случаях, когда ППЛУ интегрирован с другими оптическими устройствами. И именно так преимущественно используются ППЛУ. Одна из возможностей – производство совмещенного светоизлучающего лазерного диода, непосредственно на выходе которого устанавливается ППЛУ.

Ha рис.2 показана еще одна реализация источника мультиплексного многоволнового излучения, в котором ППЛУ используются в качестве широкополосного усилителя. Несколько узкополосных полупроводниковых лазеров на разных длинах волн генерируют световые сигналы, которые мультиплексируются и размножаются посредством оптического разветвителя. ППЛУ устанавливаются на конечном участке, чтобы усилить ослабленные после разветвления оптические мультиплексные сигналы.

Рис.2. Источник мультиплексного излучения(полупроводниковые лазерные усилители интегрированные с массивом лазерных светодиодов и оптическим разветвителем)

Параметры ППЛУ практически приблизились к параметрам ОУ на примесном волокне (EDFA), немногим уступая им по коэффициенту шума (5,8…6дБ для ППЛУ и 3…5дБ для EDFA) и выходной мощности.

1. Преимущества полупроводниковых ОУ.
2. Поясните принцип полупроводникового ОУ.
3. Основные параметры полупроводникового ОУ.

---

[ Список тем] страницы темы: [1] [2] [3] [4]