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| 半导体光放大器 |
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半导体光放大器(semiconductor optical amplifier)简称:SOA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。半导体的发光可根据激发方式的不同分为光致发光、电致发光和阴极发光等。
简介
早在半导体激光器出现时，就开始了对SOA的研究，但由于初期的半导体材料激光放大器偏振灵敏度较高，使得SOA一度沉寂。但近几年来应变量子阱材料的研制成功，克服了偏振敏感的缺点，性能也有许多改进。半导体光放大器的增益可以达到30dB以上，而且在1310nm窗口和1550nm窗口上都能使用。如能使其增益在相应使用波长范围保持平坦，那么它不仅可以作为光放大的一种有益的选择方案，还可促成l310nm窗口WDM系统的实现。SOA有两种:一种是将通常的半导体激光器当作光放大器使用，称作F-P半导体激光放大器(FPA);另一种是在F-P激光器的两个端面上涂有抗反射膜，消除两端的反射，以获得宽频带、高输出、低噪声。
评价
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。半导体的发光可根据激发方式的不同分为光致发光、电致发光和阴极发光等。光致发光是指用半导体的光吸收作用来产生非平衡载流子,实际上是一种光向另一种光转换的过程。电致发光是指用电学方法将非平衡载流子直接注人到半导体中而产生发光,这常借助于PN结来完成。在半导体中电子的能级限制在导带和价带两个带内,在导带中电子充当移动载流子,在价带中空穴充当载流子。半导体在外界激发下,可将价带中的电子激发到导带中,同时在价带中留下空穴,所产生的电子和空穴分别跃迁到导带底和价带顶,这一过程只与晶格交换能量而不产生光发射,称为无辐射跃迁,与此同时,导带底的电子还要跃迁到价带顶与空穴复合,并同时发射光子,二者形成动态平衡,与热平衡状态下的情况不同,这时的电子和空穴为非平衡载流子,载流子的分布不再是费米统计分布。[1]