UnSOA (commutateur d'amplificateur optique à semi-conducteur)est un dispositif optique de base qui réalise une commutation/routage de signaux optiques sur la base des caractéristiques de saturation de gain d'un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA). Il combine les doubles fonctions « amplification optique » et « commutation optique » et est largement utilisé dans les communications optoélectroniques (telles que les modules optiques, les interconnexions optiques (OXC) et les interconnexions optiques des centres de données), particulièrement adapté aux scénarios de réseaux optiques à haute vitesse et haute densité.
Pour comprendre les commutateurs optiques SOA, il est nécessaire d'abord de comprendre le principe de fonctionnement de base de la SOA : l'amplification des émissions stimulées et les caractéristiques de saturation du gain :
Structure de base SOA : il s'agit essentiellement d'un guide d'ondes semi-conducteur (utilisant généralement des systèmes de matériaux InP/InGaAsP, adaptés aux fenêtres de communication 1 310 nm/1 550 nm). Les deux extrémités du guide d'ondes sont des films antireflet (réduisant la réflexion) et l'intérieur est dopé avec des régions actives (fournissant le milieu de gain). Les porteurs de charge sont excités à un niveau d'énergie élevé par injection électrique.
Amplification d'émission stimulée : lorsque le signal optique d'entrée (signal lumineux) pénètre dans la région active du SOA, les porteurs de haute énergie sont « excités » par les photons du signal lumineux pour passer à des niveaux d'énergie inférieurs, libérant des photons avec la même longueur d'onde, phase et polarisation que le signal lumineux, amplifiant ainsi le signal optique (le gain G est généralement de 10 à 30 dB).
Caractéristique clé de la saturation du gain : le gain d'un SOA n'est pas infini : lorsque le courant injecté est fixe, le gain maximum du SOA est déterminé par la « concentration de porteurs » ; si la puissance optique d'entrée est suffisamment grande (dépassant la « puissance de saturation Psat »), elle consommera rapidement les porteurs de haute énergie dans la région active, provoquant une chute brutale du gain SOA, pour finalement entrer dans un « état de saturation de gain » (à quel point le gain a tendance à se stabiliser et ne peut plus augmenter avec l'augmentation de la puissance optique d'entrée).
Logique de base de la commutation optique SOA : en utilisant la « lumière de contrôle » pour réguler l'état de gain du SOA, la « lumière de signal » est indirectement allumée/éteinte.
Boxoptroniquepeut fournir un gain élevéAmplificateurs SOAà 1060 nm, 1310 nm, 1550 nm et 1560 nm.
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