كيف يحقق مكبر الصوت شبه الموصل التضخيم؟

كيفمكبر للصوت شبه الموصلتحقيق التضخيم؟

بعد ظهور عصر الاتصالات الضوئية ذات السعة الكبيرة ، تطورت تقنية التضخيم البصرية بسرعة.مكبرات الصوت البصريةتضخيم الإشارات البصرية المدخلات بناءً على الإشعاع المحفز أو الانتثار المحفز. وفقًا لمبدأ العمل ، يمكن تقسيم مكبرات الصوت البصرية إلى مكبرات صوت بصرية أشباه الموصلات (الخدمية) ومضخمات الألياف البصرية. فيما بينها،مكبرات الصوت شبه الموصلات البصريةتستخدم على نطاق واسع في التواصل البصري بحكم مزايا النطاق الكسب الواسع ، والتكامل الجيد ونطاق الطول الموجي الواسع. وهي تتألف من مناطق نشطة وسلبية ، والمنطقة النشطة هي منطقة الكسب. عندما تمر إشارة الضوء عبر المنطقة النشطة ، فإنها تتسبب في فقدان الإلكترونات الطاقة والعودة إلى الحالة الأرضية في شكل فوتونات ، والتي لها نفس الطول الموجي مثل إشارة الضوء ، وبالتالي تضخيم إشارة الضوء. يحول مكبر صوت أشباه الموصلات الحامل شبه الموصل إلى الجسيم العكسي بواسطة تيار القيادة ، ويضخّة سعة ضوء البذور المحقونة ، ويحافظ على الخصائص الفيزيائية الأساسية لضوء البذور المحقونة مثل الاستقطاب وعرض الخط والتردد. مع زيادة تيار العمل ، تزداد الطاقة البصرية الإخراج أيضًا في علاقة وظيفية معينة.

لكن هذا النمو لا يخلو من حدود ، لأن مكبرات الصوت شبه الموصلات البصرية لها ظاهرة تشبع كسب. توضح الظاهرة أنه عندما تكون الطاقة البصرية للإدخال ثابتة ، يزداد الكسب مع زيادة تركيز الناقل المحقن ، ولكن عندما يكون تركيز الناقل المحقن كبيرًا جدًا ، فإن الكسب سوف يشبع أو حتى ينخفض. عندما يكون تركيز الناقل المحقوق ثابتًا ، تزداد طاقة الخرج مع زيادة طاقة الإدخال ، ولكن عندما تكون الطاقة البصرية المدخلات كبيرة جدًا ، يكون معدل استهلاك الناقل الناجم عن الإشعاع متحمسًا كبيرًا جدًا ، مما يؤدي إلى تشبع المكاسب أو الانخفاض. سبب ظاهرة تشبع الكسب هو التفاعل بين الإلكترونات والفوتونات في مادة المنطقة النشطة. سواء أكان الفوتونات التي تم إنشاؤها في وسط الكسب أو الفوتونات الخارجية ، فإن المعدل الذي يستهلك فيه الإشعاع المحفزة الناقلات مرتبطًا بالمعدل الذي تجدد به الناقلات بمستوى الطاقة المقابل في الوقت المناسب. بالإضافة إلى الإشعاع المحفز ، يتغير معدل الناقل الذي يستهلكه عوامل أخرى أيضًا ، مما يؤثر سلبًا على تشبع الكسب.

نظرًا لأن الوظيفة الأكثر أهمية في مضخمات أصحاب أشباه الموصلات هي التضخيم الخطي ، بشكل أساسي لتحقيق التضخيم ، يمكن استخدامها كضخمات الطاقة ، ومكبرات الصوت الخطية ومؤلفيات pream في أنظمة الاتصالات. في نهاية الإرسال ، يتم استخدام مكبر صوت أشباه الموصلات الضوئية كضخم طاقة لتعزيز طاقة الخرج في نهاية الإرسال للنظام ، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من مسافة ترحيل جذع النظام. في خط النقل ، يمكن استخدام مكبر صوت أشباه الموصلات الضوئية كضخم ترحيل خطي ، بحيث يمكن تمديد مسافة مرحل الإرسال مرة أخرى بواسطة قفزات وحدود. في الطرف المتلقي ، يمكن استخدام مكبر صوت أشباه الموصلات البصرية كمضخم مسبق ، والذي يمكن أن يحسن إلى حد كبير من حساسية المتلقي. ستؤدي خصائص تشبع الكسب لمكبرات الصوت شبه الموصل إلى ارتباط المكاسب لكل بت بتسلسل البت السابق. يمكن أيضًا أن يسمى تأثير النمط بين القنوات الصغيرة تأثير تعديل الكسب المتقاطع. تستخدم هذه التقنية المتوسط ​​الإحصائي لتأثير تعديل الكسب المتقاطع بين قنوات متعددة وتقدم موجة مستمرة متوسطة الكثافة في العملية للحفاظ على الحزمة ، وبالتالي ضغط الكسب الكلي للمكبر. ثم يتم تقليل تأثير تعديل الكسب المتقاطع بين القنوات.

تحتوي مكبرات الصوت البصرية على أشباه الموصلات على بنية بسيطة ، وتكامل سهل ، ويمكن أن تضخيم الإشارات البصرية من أطوال موجية مختلفة ، وتستخدم على نطاق واسع في تكامل أنواع مختلفة من الليزر. في الوقت الحاضر ، تستمر تقنية تكامل الليزر القائمة على مكبرات الصوت البصرية أشباه الموصلات في النضج ، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى الجهود في الجوانب الثلاثة التالية. واحد هو تقليل فقدان الاقتران مع الألياف البصرية. المشكلة الرئيسية لمكبر الصوت شبه الموصل هي أن فقدان الاقتران بالألياف كبيرة. من أجل تحسين كفاءة الاقتران ، يمكن إضافة عدسة إلى نظام الاقتران لتقليل فقدان الانعكاس ، وتحسين تناظر الحزمة ، وتحقيق اقتران عالي الكفاءة. والثاني هو تقليل حساسية الاستقطاب لمكبرات الصوت البصرية أشباه الموصلات. تشير خاصية الاستقطاب بشكل أساسي إلى حساسية استقطاب ضوء الحادث. إذا لم تتم معالجة مكبر صوت أشباه الموصلات بشكل خاص ، فسيتم تقليل النطاق الترددي الفعال للمكسب. بنية البئر الكمومية يمكن أن تحسن بشكل فعال من استقرار مكبرات الصوت البصرية أشباه الموصلات. من الممكن دراسة بنية البئر الكمومية البسيطة والتفوق لتقليل حساسية الاستقطاب لمضخمات بصرية أشباه الموصلات. والثالث هو تحسين العملية المتكاملة. في الوقت الحاضر ، فإن دمج مكبرات الصوت والليزر شبه الموصلات المعقدة للغاية والمرهقة في المعالجة الفنية ، مما يؤدي إلى خسارة كبيرة في انتقال الإشارة البصرية وفقدان إدخال الجهاز ، والتكلفة مرتفعة للغاية. لذلك ، يجب أن نحاول تحسين بنية الأجهزة المتكاملة وتحسين دقة الأجهزة.

في تكنولوجيا الاتصالات البصرية ، تعد تقنية التضخيم البصرية واحدة من التقنيات الداعمة ، وتتطور تقنية مكبر الصوت شبه الموصل بسرعة. في الوقت الحاضر ، تم تحسين أداء مكبرات الصوت البصرية أشباه الموصلات بشكل كبير ، لا سيما في تطوير التقنيات البصرية للجيل الجديد مثل تعدد الإرسال أو أنماط التبديل البصري. من خلال تطوير صناعة المعلومات ، سيتم تقديم تقنية التضخيم البصرية المناسبة للنطاقات المختلفة والتطبيقات المختلفة ، وسيستمر تطوير وبحوث التقنيات الجديدة حتماً أن تقنية مكبرات الصوت البصرية شبه الموصل تستمر في التطور والازدهار.