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soa波长范围SOA波长范围是指在光纤通信中用于传输信号的光波的波长范围。
SOA（Semiconductor Optical Amplifier）半导体光放大器是一种常用的光学器件，可用于光纤通信系统中的信号放大和波长转换。
SOA波长范围的确定对于光纤通信系统的设计和性能起着重要的作用。
SOA波长范围通常是指SOA器件在工作时能够支持的光波的波长范围。
根据不同的应用需求，SOA器件的波长范围可以有所不同。
一般来说，SOA器件的波长范围应覆盖光纤通信系统中常用的波长，以满足不同波长的信号的放大和转换需求。
SOA波长范围通常从几百纳米到几千纳米不等。
其中，常见的波长范围包括C波段、L波段和S波段。
C波段的波长范围为1530nm 至1565nm，L波段的波长范围为1565nm至1625nm，S波段的波长范围为1460nm至1530nm。
这三个波长范围是光纤通信系统中最常用的波长范围，因此SOA器件的波长范围通常也会涵盖这三个波长范围。
在光纤通信系统中，不同波长的光信号承载着不同的信息，因此需要在不同波长范围内进行信号的放大和转换。
SOA器件作为一种常用的光学放大器，可以对不同波长的光信号进行放大，提高信号的传输距离和质量。
同时，SOA器件还可以实现波长转换，将输入的光信号从一种波长转换为另一种波长，以适应光纤通信系统中不同波长的需求。
SOA波长范围的确定需要考虑多个因素。
首先，需要考虑光纤通信系统中常用的波长范围，以满足不同波长的信号的放大和转换需求。
其次，需要考虑SOA器件自身的性能和特点，以确定其适用的波长范围。
最后，还需要考虑光纤通信系统的实际需求和限制，以确定最佳的SOA波长范围。
除了SOA器件，还有其他类型的光学器件也具有不同的波长范围。
例如，光纤光栅可以根据不同的波长进行选择性反射或透过，实现波长的滤波和分离。
光纤耦合器可以将不同波长的光信号进行耦合和分离，实现波长的选择性传输。
这些光学器件的波长范围通常也需要根据实际需求进行选择和设计。
半导体SOA的原理与应用1. 引言半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）是新一代的光放大器技术，它利用半导体材料的特性实现光信号的强度放大。
本文将介绍半导体SOA 的原理和应用。
2. 半导体SOA的原理半导体SOA的工作原理基于半导体材料的光电效应和电子结构特性。
当外加偏压使得半导体结中形成PN结时，光子能量在PN结中被电子–空穴对吸收。
通过功率供应，电子透过吸收光子的能量向近在PN结中的多数载流子反转，形成有效的放大作用。
半导体材料通常采用III-V族的化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、磷化铟镓（InGaP）、磷化铟镓砷（InGaAsP）等。
这些材料具有较高的量子效率和较低的材料损耗，能够实现高增益和低噪声的光放大。
半导体SOA的工作原理可以用下述步骤来概括： - 光子激发：输入光信号通过输入波导传输到SOA内部，光子的能量激发半导体材料中的电子–空穴对。
- 电子–空穴对注入：光子激发的能量将电子注入PN结中，并引起电子和空穴之间的复合过程。
- 电子–空穴复合：注入的电子将与原有的空穴复合，产生光子并放出能量。
- 光增强：通过反射和吸收效应，局部增强的光信号将进一步增强，形成输出的放大光信号。
3. 半导体SOA的应用半导体SOA在光通信、光传感、光纤光栅和激光器等领域具有广泛的应用。
3.1 光通信半导体SOA作为光纤通信系统的放大器，可以起到放大光信号、实现光信号再生和光信号重构等功能。
在光纤通信系统中，半导体SOA通常被用作预放大器、后放大器或再生放大器等。
它可以增强光信号，延长传输距离，提高传输速率和增加复用信道的数量。
3.2 光传感半导体SOA在光传感应用中可以用于信号的放大和调制，以提高传感器的灵敏度和稳定性。
例如，在光纤传感系统中，半导体SOA可以放大微弱的光信号，从而提高传感器的测量精度和响应速度。
3.3 光纤光栅半导体SOA可以与光纤光栅结合使用，以实现频率选择放大器（Fiber Bragg Grating Amplifier, FBGA）。
提高SOA响应速度的几种方法第6卷第3期2008年6月光学与光电技术OPTICS&OPTCIELECTRONICTECHNOLOGYV o1.6,No.3June,2008文章编号:1672—3392(2008)03—0004—04提高SOA响应速度的几种方法*周新磊王智孟庆文(北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所,北京100044)摘要在全光网和全光信号处理中,半导体光放大器(SOA)因其优良的非线性特性和快速响应特性而得到了广泛应用.增益恢复时间是表征SOA响应速度的关键参数.研究了增益恢复时间与SOA工作参数的关系,理论上得到动态增益特性,增益恢复时间与各参数之间的关系,并参考实际参数,进行了数值模拟.模拟结果表明,增加腔长,减小横截面积,增大注入电流,增大CW辅助光功率,增大探测光功率,均可提高SOA的响应速度.关键词半导体光放大器;动态增益;增益恢复时间;全光信号处理中图分类号TN929.11文献标识码A1引言半导体光放大器(SOA)具有非线性系数高,增益高,响应时间短,体积小,容易与其他半导体光器件集成等优点,是未来高速大容量全光网和全光信号处理的关键器件[1].SOA不仅可以应用于在线放大,而且基于其中的交叉增益调制(XGM),交叉相位调制(XPM),四波混频(FWM)等非线性过程可以实现高速光开关,光逻辑,波长转换器,调制器等功能器件.SOA的响应速度决定了非线性光器件的性能.已报道过的一些用于提高SOA响应速度的方法E2-4],大都是从速率方程和光信号脉冲传输方程出发,从理论上得到了有效增益恢复时间的近似表达式【一引,但没有考虑辅助光的影响.本文考虑辅助光的影响,基于载流子速率方程和光功率传输方程,从理论上得到SOA增益饱和与增益恢复的动态特性,并给出一定近似前提下的增益恢复时间与SOA工作状态参数的关系,得到几种提高SOA响应速度的方法,如增加有源区腔长,增大注入电流,增大探测光功率,使用辅助光,减小有源区横截面积等.2增益饱和与增益恢复考虑控制光脉冲P,CW探测光P,CW辅助光Ph三束光注入SOA,研究探测光的输出特性.如图1所示为SOA工作模式示意图.图1SOA工作模式Fig.1OperationmodesoftheSOA本文的理论基础仍采用SOA的基本载流子速率方程及光功率传输方程F1-6~](忽略吸收损耗).为简单起见,本文仅给出相关的几个结果.在控制光脉冲作用下,SOA增益饱和过程中探测光的增益为厂,tarG()一o网()其中,Go—exp(H.)为没有控制光时的小信号增益,且Ho—g.L,g.一[k/(一N],为小信号增益系数,E.(￡)一IP(r)出,为控制脉冲在J一..时间t之前注入SOA的能量,E=byA/(Fa),为频率对应的SOA增益饱和能量,f为注入电流,e为电子电量(取正),V为有源区体积为载流子寿命,r为限制因子,a为增益截面,N为透明载收稿日期2007—07—08;收到修改稿日期2007—09—11作者简介周新磊(1985一),男,硕士研究生,主要从事光纤通信方面的研究.E-mail:h~*************通讯作者王智(1971一),男,博士,教授,主要研究方向为光纤通信与全光信号处理.E-mail:****************.cn*国家863计划(2o07AAO1z27O),国家自然科学基金(60402006,60577020)资助项目第3期周新磊等:提高SOA响应速度的几种方法流子浓度,h为Plank常数,i—c,P,h分别代表控制光(controllight),探测光(probelight)和辅助光(holdingbeam),P(,￡)为SoA中沿方向的光功率,为光频率,A为SOA有源区截面积.控制脉冲结束后,SoA进入载流子恢复和增益恢复过程,这时探测光的增益为G(￡)一exp[H(t)],H(￡)一H0[1--b?exp(--t/rf)](2)其中,订为增益恢复过程的时间常数,且1/rt一1/r+(Pp/E印+Ph/Esl1)exp(g.L),积分常数6—1一lnG./H.,G为控制脉冲结束时的饱和增益,由式(1)确定.根据增益恢复时间定义,增益G从稳态值G.的10%恢复到90的时间,得到增益恢复时间为At=一rfln(1一lg9)≈3.08rf.显然,SOA的增益恢复时间除了和自身的载流子寿命有关外,还与探测光功率,辅助光功率,腔长,有源区横截面积,注入电流等因素有关.3提高SOA响应速度的方法参考目前商用SOA的工作参数,数值计算时选用的典型参数如表1所示,控制光为高斯脉冲. 为易于发现规律,本文研究提高SOA响应速度的方法时,只改变表1中的某个参数(如辅助光功率),其他参数均保持不变.表1数值模拟中所采用的典型参数Table1Typicalparametersinthenumerica1simulations参数有源层长度//ram有源区宽度/m有源区厚度//am透明时载流子浓度/m控制光波长/run控制光脉冲半高全宽/psCW探测光波长/nmCW辅助光波长/nm限制因子增益面积/n12注人电流/mA载流子寿命/ps控制光脉冲能量/pJ有源区折射率探测光功率/mW辅助光功率/mw数值O.31O.41.2×100】5443O15551480O.33×10—0.20020013.75O.10.1图2(a)显示了辅助光功率对SOA动态增益特性的影响,图中同时给出了控制脉冲,高斯型控制光脉冲在t一0时达到峰值.可以看出,由于辅助光比控制脉冲能量小很多,因此辅助光对增益饱和过程几乎没有影响;辅助光增加SoA中的光子数密度,加强载流子与光子的相互作用,因此随着辅助光功率增大,增益恢复时间缩短,SOA响应速度提高.图2(b)所示给出了增益恢复时间随辅助光功率的变化情况,可以更清楚地看到,增益恢复时间随辅助光功率的增加而缩短,即辅助光功率越高,SOA的响应速度越快.§一|,...1—0l—...』-f.fUtips图2(a)不同辅助光功率时的动态增益特性Fig.2(a)Gaindynamicswithdifferent holdingbeampowers\\\,\,\\\Poweroftheholdingbeam/dBm图2(b)增益恢复时间与辅助光功率的关系Fig.2(b)Relationghipbetweenthegainrecovery timeandtheholdingbeampowerSOA有源区尺寸对响应速度的影响非常显着,目前报道的大多数高速SOA器件都采用长腔结构,就是因为其响应速度(增益恢复时间)随腔长增加而提高,增益恢复时间随腔长增加而缩短[5]. 我们分析了有源区横截面积对动态增益特性的影响,如图3(a)所示.显然,有源区横截面积增大,不仅使增益恢复时间延长,而且大大降低了探测光的增益,这主要是SOA中的电流密度下降引起载流子浓度下降的结果.图3(b)更直接地表明增益恢复时间随横截面积增大而加长.光学与光电技术第6卷I=般卜Ⅲ0l/.,一t/ps图3(a)不同有源区横截面积时的动态增益特性Fig.3(a)Gaindynamicswithdifferentcross—areas /———一/.{/,|/Crosssectionarea/Ixm’图3(b)增益恢复时间与横截面积的关系Fig.3(b)Relationshipbetweenthegain recoverytimeandthecross—area注入电流是SOA工作的主要外部参数之一,注入电流增大,必然增大SOA的增益,图4(a)给出了不同注入电流时SOA的增益饱和与增益恢复动态特陛.显然,增大注入电流不仅提高增益,而且能缩短增益恢复时间,提高SOA响应速度.图4(b)给出了增益恢复时问随注入电流的变化情况.当注入电流增大时,电流密度和载流子浓度增大,使得载流子和光子的作用加强,从而提高增益,缩短增益恢复时间,提高响应速度.图4(a)不同注入电流时的动态增益特性Fig.4(a)Gaindynamicswithdifferent injectioncurrents\\,\\\图4(b)增益恢复时间与注入电流的关系Fig.4(b)Relationshipbetweenthegainrecovery timeandtheinjectioncurrent探测光本身也向SOA中注入光子,因此,增大探测光功率也就增加了光子数密度,使光子和载流子相互作用加强,从而使增益恢复速度加快.但是,当探测光功率接近饱和光功率时,会使增益下降,降低信号光的消光比.图5(a),(b)是不同探测光功率时的动态增益特性和增益恢复时问与探测光功率的关系,显然也反映了sOA的动态行为.l,,?l7一-3dBmLf.0dBmI.;Lt}∞图5(a)不同探测光功率时的动态增益特性Fig.5(a)Gaindynamicswithdifferent probelightpowers\\\\,\\,\\\Poweroftheprobelight/dBm图5(b)增益恢复时间与探测光功率的关系Fig.5(b)Relationshipbetweenthegainrecovery timeandtheprobelightpower第3期周新磊等:提高SOA响应速度的几种方法7 4结论本文的研究表明,增大SOA有源区载流子浓度(增大注入电流,减小横截面积),增大光子数密度(增大辅助光或探测光功率),能增强SOA有源区载流子与光子的相互作用,缩短增益恢复时间, 提高SOA器件响应速度.实际上,在现有的技术水平上,还有很多其他方法可提高基于SOA的光器件的响应速度[,如采取多个SOA级联的结构, SOA后跟随滤波器,基于SOA的非线性相位现象或偏振现象,控制光与探测光反向注入方式,这些方法都能有效提高整体系统的响应速度,从而满足40Gb/s以上高速光信号处理的应用.参考文献EliNiloyKDutta,QiangWang.Semiconductoroptical[2][3][4]●[5][6]amplifier[M].Singapore:wor1dScientificPublica—tion,2006.GTalli,MJAdams.Gaindynamicsofsemiconduc—toropticalamplifiersandthree-wavelengthdevices[J].IEEEJourna1ofQuantumelectroncs,2003,39(10):1305～1313.AntonioMecozzi,JesperMork.Saturationeffectsin nondegenerateouPwavemixingbetweenshortoptica1 pulsesinsemiconductorlaseramplifiers[J].IEEEJourna1ofSelectedTopicsinQuantumElectronics,1997,(5):1190—1207.FGirardin,GGuekos,AHoubavlis.Gainrecovery ofbulksemiconductoropticalamplifiers[J].IEEEPhotonicsTechnologyLetters,1998,10(6):784—786.董建绩,张新亮,黄德修.SOA动态增益特性的理论和实验研究[J].物理学报,2005,54(2):763—767.HanxingShi.Performanceanalysisonsemiconductorlaseramplifierloopmirrors[J].JournalofLightwaveTechnology,2002,20(4):682—688. MethodsofImprovingtheResponseSpeedofSOAsZHOuXin-leiWANGZhiMENGQing-wen(InstituteofOpticalInformation,BeringJiaotongUniversity,Beijing100044,China) AbstractThesemiconductoropticalamplifiers(SOAs)areemployedinallopticalnetworkingandallopt icalsignalprocess—ingduetOtheexcellentnonlinearityandhighspeed.ThegainrecoverytimeisthekeyparametertOdescri betheresponsespeedoftheSOA.Therelationshipbetweenthegaindynamicsandafewoperationparametersisobtained inthisarticle.Afewsimpleformulaandsomesimulationsaredemonstrated,fromwhichafewmethodstOimprovethere sponsespeedoftheSOAcanbeconcludedasfollowing,lengtheningtheactivearea,lesseningthecrossarea,increasingthein jectioncurrent,increasingtheprobepower,andoperatingwithaCWholdingbeam. Keywordssemiconductoropticalamplifier;gaindynamics;gainrecoverytime;allopticalsignalprocessing。
华中科技大学硕士学位论文(1) APON/BPONAPON以ATM作为二层信令协议，后更名为BPON，可提供包括以太网接入、视频等的多种宽带服务。
ATM技术将电路交换与分组交换相融合，通过固定长度的数据包携带信息，完成话音、数据和视频等各种业务。
下行传输发送连续的ATM信元，并在数据流中插入专用物理层操作，管理，维护（OAM，Operation Administration and Maintenance）信元；上行传输则以突发的ATM信元发送数据流，并要在信元头增加3字节作为物理层开销，以支持突发发送和接收。
ATM作为传输技术，可在城域网或广域网上提供各种业务等级服务，等级不同，带宽和速率也不同。
ATM技术还嵌入了交换功能，有助于升级和业务管理。
虽然APON在全业务接入网（FSAN）中得到了应用，但与IP技术的结合很不理想，IP/Ethernet over APON的技术难度就很大：复杂，低传输效率，且网络管理困难。
(2) EPONEPON就是将以太网技术引入接入网领域，用PON的拓扑结构完成以太网接入，通过多点控制协议（MPCP，Multi-Point Control Protocol）使用状态机、消息、定时器来控制访问P2MP拓扑。
太网的帧格式与IP一致，非常适合传输IP包，遂成为主流技术被广泛应用在IP业务接入领域。
与APON类似，EPON采用TDMA/TDM进行上下行传输，可以实现与局域网、城域网和广域网之间的无缝连接，中间格式透明，所以运行效率高，管理方便，成本低。
EPON的带宽有很大提高，暂时缓解了接入网与骨干网间的瓶颈问题，实现了大规模商用。
不过，随着用户带宽需求的持续增长，当传输速率高于10Gbits/s后，会遇到“电子瓶颈”问题，将受到电子迁移速率的限制，会面临快速比特同步，动态带宽分配，突发模块发送和接收的设计等问题，技术处理难度和成本都将大幅提高。
同时，受到电类有源器件的限制，EPON并不能充分发挥光纤大容量高速传输的优势。
光电子器件论文SOI波导光波长转换器的基本原理及特性学院：信息科学与工程学院年级专业：光信息科学与技术学生姓名：学号：SOI波导光波长转换器的基本原理及特性一、引言光波长转换器主要用来增加网络的传输带宽和传输距离，并大大降低网络扩容的成本。
它可以使网络容量在不影响原有业务的情况下迅速成倍地增加，同时大大提高网络的安全性。
它具有光中继、波长转换、传输介质在单模光纤与多模光纤之间转换等等功能。
它适用于在10Mb/s～2.5 Gb/s速率范围内各种数字信号(SDH、ATM、以太网、光纤通道)和模拟信号在光纤中的复用传输和波长转换。
随着大规模集成器件的广泛应用，人们在关注器件性能的同时，也越来越在意器件的小型化以及与微电子器件的兼容性。
Silicon-on-insulator(SOI)材料是一种新型的硅基光电子材料，是近年来很热门的一种先进的光子集成技术，其制作工艺与微电子标准CMOS工艺兼容性好，不仅能大大降低成本，而且还能实现与硅基微电子电路的单片集成。
SOI 波导是指在SOI上形成的截面尺寸为亚波长量级的光波导。
Si 芯层和SiO2包层之间大的折射率差异(Δn=2)使得SOI 波导对光场有很强的限制作用，波导的弯曲半径可以小到微米量级，这就为波导器件的小型化和高密度集成化提供了巨大的便利；同时，波导中传输的光功率密度也会得到增强，由此还会出现一些在弱场情况下不易出现的新性质，如受激Raman 散射(SRS)、四波混频(FWM)、双光子吸收(TPA)等非线性光学效应，从而可以用来制作某些非线性光学器件。
全光波长转换器是光交换网络中一种关键的功能器件，利用波长转换可以实现网络中的虚拟波长通道，提高波长的重用率以及网络的灵活性和可扩展性。
二、基本原理将角频率为 p ω的泵浦光与角频率为sω的信号光同时耦合进入硅波导，在硅波导中将产生四波混频(FWM)参量过程。
在此过程中，泵浦光的能量逐渐转移到信号光sω和闲频光i ω(ωi = 2ωp -ωs )，进而可利用产生的闲频光来进行波长转换所示。
soa半导体放大器交叉增益调制【标题】SOA半导体放大器及其交叉增益调制技术【引言】近年来，随着通信技术的迅速发展，半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）作为一种重要的光学元件，被广泛应用于光通信系统中。
SOA具有许多突出的特点，如宽带宽、高增益、低噪声，使其成为光通信领域中备受关注的研究对象之一。
本文将深入探讨SOA半导体放大器的基本原理、工作机制，以及最新的交叉增益调制技术，旨在帮助读者全面、深入地理解这一领域的前沿研究内容。
【主体】1. SOA半导体放大器基本原理SOA是一种基于半导体材料的光放大器，利用激光光子与半导体材料中的载流子相互作用，实现对光信号的放大。
SOA的基本结构包括输入端、输出端和激发电流控制端，其中激发电流控制端常用于调节SOA的增益和饱和功率。
通过控制SOA中载流子的浓度，可以有效地调节SOA的增益和饱和功率，从而实现对光信号的放大和调制。
2. SOA半导体放大器的工作机制SOA通过非共轭的载流子注入机制实现了快速光学增益。
当光信号经过SOA时，光子与载流子之间发生相互作用，从而引起载流子的浓度变化。
通过外加电流对载流子浓度进行控制，可以实现对SOA的增益和饱和功率的调节。
在适当的工作条件下，SOA可以实现线性放大，并且具有较宽的增益带宽。
3. 交叉增益调制技术交叉增益调制技术是利用SOA的非线性特性实现光信号的调制。
该技术通过改变SOA中的载流子浓度，从而改变光信号经过SOA时的增益，以实现对光信号的调制。
交叉增益调制技术具有快速响应、低功耗和高调制深度等优点，因此被广泛应用于光通信和光网络等领域。
4. 个人观点和理解SOA半导体放大器作为光通信系统中的关键部件，对于提高光信号的传输质量和增强系统性能具有重要意义。
交叉增益调制技术的出现不仅拓宽了SOA的应用领域，也提高了光信号的传输效率和可靠性。
与传统的调光器相比，交叉增益调制技术具有更低的功耗和更快的响应速度，因此在未来的光通信系统中有着广阔的应用前景。
SOA 全光波长转换技术研究及其发展孙志峰;王会洪;李雪宁;张敏明;陈璞;李晓磊;刘弘扬;皮逸翔【摘要】全光波长转换技术在波分复用网络中有着非常重要的作用，尤其是基于SOA(半导体光放大器)的全光波长转换技术，已有较为成熟的理论研究，但其性能上仍存在很多不足。
文章对基于 SOA 的全光波长转换技术的原理和性能特点进行了分析和比较。
由最基础的不同类型的基于 SOA 的全光波长转换技术扩展到改进的技术方案，对不同结构和类型的全光波长转换技术进行了特性分析和比较，并对它们的应用前景和发展方向进行了展望。
结果表明，通过改变 SOA 的增益特性或者改变系统结构，均能在不同方面改善全光波长转换技术的性能参数。
%The all-optical wavelength conversion technology plays an important role in WDM networks and there have been ma-ture theoretical study on the Semiconductor Optical Amplifier (SOA)-based all-optical wavelength conversion technology. However,it still has a lot of deficiencies in its performance.This paper analyzes and compares the principles and performances of SOA-based all-optical wavelength conversion technologies in different structures and types from the most basic ones to the improved technical schemes and looks into their application prospect and development orientations.The results show that we can improve the performance parameters of all-optical wavelength conversion technology in different aspects by changing the gain characteristic of SOA or system structures.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P4-7)【关键词】半导体光放大器;全光波长转换;交叉增益调制;交叉相位调制;四波混频【作者】孙志峰;王会洪;李雪宁;张敏明;陈璞;李晓磊;刘弘扬;皮逸翔【作者单位】国网湖北省电力公司信息通信公司，武汉 430077;国网湖北省电力公司信息通信公司，武汉 430077;华中科技大学，武汉 430074;华中科技大学，武汉 430074;国网湖北省电力公司信息通信公司，武汉 430077;华中科技大学，武汉 430074;华中科技大学，武汉 430074;华中科技大学，武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TN914随着通信容量需求的不断增加,DWDM(密集波分复用)技术逐渐成为超大容量光纤传输最有效的实现方案,而波分复用网络中最关键的器件则是波长转换器,它可以实现光开关、光交换和光波长路由等功能。
SOA芯片的基本原理什么是SOA芯片？SOA（Semiconductor Optical Amplifier）芯片是一种用于光通信系统中的放大器芯片。
它通过利用半导体材料中的激光效应来放大光信号，从而增强信号的强度和传输距离。
SOA芯片的工作原理SOA芯片主要由激发源、波导、反射镜和电极组成。
其工作原理基于半导体中的吸收和辐射过程以及电子与光子之间的相互作用。
1.激发源：SOA芯片中使用激光二极管或者其他激励源来提供初始激发。
这些激发源产生一个高能量的光脉冲，用于将电子从低能级激发到高能级。
2.波导：在SOA芯片中，波导被用于引导输入光信号和输出放大后的光信号。
波导通常是由半导体材料制成，具有高折射率。
它可以将输入光信号引导到激活区域，并将放大后的光信号传输到输出端口。
3.反射镜：SOA芯片中的反射镜用于增强激光的传输效率。
它可以通过反射和折射来控制光信号的路径，使得光信号在波导中多次传播，从而增加放大效果。
4.电极：SOA芯片中的电极用于控制激励源和波导之间的电流流动。
通过调节电流的大小和方向，可以改变激发区域的折射率，从而调节光信号在波导中的传播速度和放大程度。
SOA芯片的工作过程SOA芯片主要通过以下几个步骤来实现光信号放大：1.激发阶段：当输入一个高能量的激发脉冲时，激励源会将电子从低能级跃迁到高能级。
这个过程称为吸收过程。
2.辐射阶段：一旦电子处于高能级，它们会以自发辐射的形式返回到低能级，并释放出一个与吸收过程相同频率和相位的光子。
这个过程称为辐射过程。
3.同步辐射阶段：当输入光信号与释放出来的光子具有相同频率和相位时，它们会同步辐射，从而增强光信号的强度。
这个过程称为同步辐射过程。
4.传输阶段：放大后的光信号沿着波导传输，经过多次反射和折射，从而增加放大效果。
在传输过程中，光信号可以被电极调节，以控制放大的程度和速度。
SOA芯片的应用SOA芯片在光通信系统中具有广泛的应用。
它可以用于：1.光纤通信系统：SOA芯片可以用于放大光纤中衰减的信号，从而延长传输距离和提高信号质量。
基于SOA的主动锁模环行光纤激光器的数值研究杨文艳;董晓龙;唐海燕【摘要】An actively mode-locked fiber ring laser with SOAs Is presented. The materal gain profile, spatial distribution of carriers and the broad-band spontaneous noise emission are considered in the model. The result of theoretical study and numerical simulations reveals that 7. 5 ps stable mode-locked pulse trains at repetition rate of 20 GHz can be obtained, and the pulse trains are constant over a 40 nm tuning range.%对基于SOA的主动锁模环行光纤激光器模型进行了研究,考虑了半导体光放大器的材料增益谱、载流子的空间分布、带宽放大自发辐射等因素,通过理论分析和数值模拟,得出结论:调节激光器的注入脉冲,可以输出重复频率为20 GHz,脉宽(FWHM)约为7.5ps的稳定锁模光脉冲序列,其波长可调谐范围超过40 nm.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)019【总页数】4页(P4647-4650)【关键词】半导体光放大器;锁模脉冲序列;重复频率;交叉增益调制【作者】杨文艳;董晓龙;唐海燕【作者单位】重庆科技学院数理学院,重庆401331;重庆科技学院数理学院,重庆401331;重庆科技学院数理学院,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】TN248.35高重复频率、波长可调谐的超短光脉冲源是高速率光纤通信系统、全光处理、全光网络中的重要组成部分。
双泵浦偏振无关SOA波长转换器
卢洪斌;刘骏
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2007(31)10
【摘要】提出一种圆偏振泵浦光注入SOA的NDFWM波长转换方法,此方法不仅可消除偏振相关性,而且能在较宽的波长范围提高波长转换的效率.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】卢洪斌;刘骏
【作者单位】嘉兴学院,浙江,嘉兴,314001;嘉兴学院,浙江,嘉兴,314001
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
【相关文献】
1.基于SOA双泵浦FWM全光波长变换的研究 [J], 齐江;迟楠;郑远;陈树强;管克俭
2.基于NDFWM的集成DFB/SOA偏振无关波长转换器 [J], 卢洪斌;王向朝
3.SOA中高效率双泵浦四波混频效应的全光波长变换 [J], 齐江;迟楠;郑远;陈树强
4.LD双端同向偏振泵浦Tm:YLF激光器 [J], 王睿明;李玥;周冠龙;刘景良;陈薪羽
5.双端泵浦Nd3+掺杂MgO:LiNbO3正交偏振双波长连续激光调控 [J], 刘鸿志;王宇恒;郑浩;赵云峰;于永吉;金光勇
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基于SOA交叉增益调制、交叉相位调制的全光波长转换研究专业：电子信息科学与技术学号：11016020227姓名：姚远指导老师：陈立功第一章绪论1.1 光纤通信的发展概况随着社会的发展，交通信息数据的快速，为通信服务向更高层次的发展需求，提出我们的通信网容量的发展提出了更高的要求。
在我国通信网络和通信用户的数量正飞速增长，到2010年我国的互联网国际出口带宽在1000G以上，而电话用户也达到了近12亿户，网民的数量则更多。
而在这些用户数量增加的同时，在通信和信息领域光纤通信有着重要的作用，它大大的提高了我们的信息和通信的传输能力。
全国的通信网和用户数量也呈现了飞速发展的态势，截止2010 年，互联网国际出口带宽以超过1000G，全国电话用户也增加到了11.5 亿户，网民数目更是增涨到了4.6亿户，而在这些增长数字之中，光纤通信对整个信息与通信领域的快速发展做出了巨大的贡献，它极大的改进了我们网络与信息的传输能力。
光纤通信由于不断挑战极限传输速率。
光纤通信有着明显的长处，例如带宽高、容量大、损耗低、无电磁波干扰、重量轻、便于铺设等，满足了当代社会不同人对于通信的各种要求。
在以前，光纤通信只是为了满足骨干网长距离传输的需求。
现在，光通信又有了新的发展方向，开始向着城域网、接入网的方向发展。
光纤通信技术可分为两个发展方向，主干传输方向和用户接入方向：主干传输方向，就是电信运营商的应用方面，光纤通信在电信运营商中有着非常广泛的应用，包括国家骨干网，树干，树干，两个本地网络，光纤通信是主要的传播途径，我们熟悉的移动运营商，中国联通，电信和广播电台和电视台大量铺设通信线路，在电信传输的网络中，光纤通信已非常的成熟，光纤传输设备也已经全面国产化。
全光网络现在主要是向着高速率、大容量的自动交换的全光网络发展，光网络的全面建成是最后的发展目标。
在用户的接入方向，在当今社会，很多运营商开始考虑大量的运用光纤技术，并把光钎接入来代替用户接入部分，但这一用户访问网络的任何电信运营商转型是一项庞大的工程，前提经营者在市场不成熟是几乎不可能考虑大规模接入网改造，运营商在市场不成熟的前提条件下几乎不可能考虑大规模接入网的改造，目前，基本上是根据对光纤接入应用的新住宅小区改造客户的要求。
SOA协助下的非灵敏性数据偏振PPLN波导波长转化抽象的，我们证明一种在极化铌酸锂波导下的新奇波长转化使用它的泵浦极化调制和振幅调制。
非灵敏极化在所有光学中，在半导体光学放大器（SOA）极化强度转化被用于减弱波导极化灵敏度从30db到1db。
我们用2.5GB/s的速度证明信号转变的BER方法。
我们也在10GB/s的非线性光纤中使用交叉极化的方法证明极化铌酸锂波导泵浦的极化调制。
1 介绍一个全光波长转换器是波分复用系统中的的一个重要设备。
一些光学系统中的至关重要的功能和网络能实现包括可重构的路由选择、争论分辨率、波长再用、多点传送，和传输平衡。
全光波长转换经常通过使用半导体设备或光纤中的非线性效应得到的，从带有输入数据信号的本地激光交互转换到一个新的输出波长。
但是许多波长转换器的的一个关键技术挑战是，它们对有关非线性设备输入数据信号的极化状态非常敏感。
许多方法已经被公开来缓解波长转换器的极化灵敏度问题，包括输入数据的不规则极化，使用极化光纤分离器和在平行条件下的两个极化灵敏元素，使用活跃极化轨道和输入数据信号循环。
我们推测和证明一个波长转换方法与非灵敏性输入数据信号的极化状态有关。
一个包含间断性极化铌酸锂波导泵浦通道的极化调制技术，被用于转化输入数据到一个新的波长上。
这种极化调制通过使用在半导体光学放大器中的交互极化调制方式获得。
使用这种配置，我们能减少极化铌酸锂波导的极化依赖性从大于30db 到小于1db。
对第二代谐波（SHG）的使用伴随着极化铌酸锂波导的不同频率（DFG）等级，也使能被转化为多样输出波长的单数据通道多点传送操作成为可能。
我们证明了同时三种波长的多点传送操作。
另外，为了证明极化铌酸锂波导的极化调制在高速状态下也能被释放，我们在10gb/s的高速非线性光纤使用XPolM。
本篇文章有以下几个部分组成：第二部分解释了推论计划的广义构架。
在第三部分，极化铌酸锂波导的波长转换经由SHG：DFG过程描述。
在第四部分定义和解释了两种操作模式，一种被称为“数据反向模式”，另一种被称为“数据非反向模式”。
在第五部分，极化铌酸锂波导的极化灵敏度被做了详细描述，也同时在第六部分说明了极化灵敏度的减少对我们推测计划的帮助。
在第七部分，在HNLF 的帮助下说明了极化铌酸锂波导泵浦的极化调制。
第八部分总结全文。
2 概念如同Fig所示，我们模拟实验的主体概念能被分为两个阶段。
第一个阶段是非灵敏性极化放大转换器。
我们在半导体光学放大器中使用交互极化调制来转化多种强烈高能信号到低能探针的极化调制中去。
CW探针光线的极化与半导体光学放大器的输入对齐，将半导体光学放大器的TE和TM模式分割开来。
一个泵浦脉冲引起的半导体光学放大器的载流子浓度的抑制改变控制探针调制相位的折射指标。
由于半导体光学放大器的不对称结构，探针的TE和TM组成的相位漂移是不一样的，导致一个如FIG2所示的探波极化状态的循环。
使用偏光计来观察极化状态。
第二个阶段是高灵敏度极化转换器，通过在极化铌酸锂波导的DFG的SHG来实施。
因此，如果第一阶段行动的输出如同极化铌酸锂波导的泵浦，它的极化状态变化会被转化为极化铌酸锂波导的波长转化效应的变化。
这个将通过DFG过程，最终导致其他联合这极化铌酸锂波导的CW通道的放大调制。
它应该被标记，在交互极化调制中伴随着交互增益调制，它们都由半导体光学放大器的输入信号载流子抑制引起的。
作为结果，泵浦信号加入极化铌酸锂波导不只是极化调制，而且也展现了多种的能量，就想稍后在第四部分解释的，极化循环的相互作用和同时能量变种决定了系统输出的数据两极是被维持还是颠倒了。
3 在极化铌酸锂波导下的SHG：DFG极化铌酸锂波导被广泛运用在各种波长转化、全光信号过程、全光网络应用中。
极化铌酸锂波导提供了一个巨大的带宽，不会引起额外的噪声和啁啾。
就像FIG.3所示的，SHG：DFG是一个X:X过程。
在第一次非线性过程中，泵浦波长（λpump)产生了次谐波在λpump/2。
这个处于任何其他波长λin下的次谐波震动复合于极化铌酸锂波导，并产生一个构成了DFG的第二次非线性过程的中间波长位于λout﹣¹=λpump﹣¹×2-λin﹣¹。
对于一个多波长操作，代替一个单输入波长的是一种复合于极化铌酸锂波导，同时产生中间波长和映射泵浦波长的梳妆波长。
但是，对光学转化效率来说，泵浦和输入极化不得不与极化铌酸锂波导保持高度一致性。
这通常通过嵌入式极化控制器在对应于极化铌酸锂波导下的各种独立波长途径或者极化维持光纤来实现。
4 数据转化和数据非转化模式在极化铌酸锂波导之前的半导体光学放大器（SOA）的大致发展趋势上，是否XGM 和XpolM在同一方向还是在相反方向上会导致两种在Fig.4(a)和（b）中概念阐述了的对所有模式而言完全不同的操作体制。
在各自的数字部分，当偏光器展示出极化铌酸锂波导最适宜的极化方向，每一震动间的箭头间接象征了极化信号的状态。
A.数据转化模式极化铌酸锂波导中的泵浦极化（使用一个极化控制器）适用于它的波长转化效率最高可能是当半导体光学放大器中的信号能量很低的时候。
当信号能量变得很高时，它会导致极化铌酸锂波导泵浦的极化循环。
远离它的最优化状态，导致转化效率的下降。
同时，半导体光学放大器的XGM也会减少波导泵浦的能量并导致波长转化输出在不久后的降低。
因此，交互极化调制和交互增益调制彼此互助，当输入信号能量增加时，最后的输出信号能量减少。
这相当于数据转化模式的实施过程。
B.数据非转化模式如果极化铌酸锂波导泵浦的极化初始远离最优方向，当输入信号很低时最后的波长转化输出会很低。
当输入信号能量增加时，它会导致极化铌酸锂波导泵浦极化循环到最优状态，发生波长转化效率的提升和一个更高的输出能量。
但是，由于半导体光学放大器的XGM导致极化铌酸锂波导泵浦能量的下降，最后的转化输出能量减少。
很明显，在这种机制下，XGM和XpolM彼此对立，最后的输出损耗比例被限制。
在这种机制下，数据极性从输入维持到输出。
5 对极化铌酸锂波导极化灵敏度的详细描述我们用于这次试验的极化铌酸准相位匹配波长是在91.5℃的1554.78nm。
波导是5cm长，由光纤组成的辫状两端末部，它有插入式损耗（包括传播损耗和复合损耗）大概有4到5db。
为了对极化铌酸锂波导极化灵敏度进行详细描述，我们注入了一个CW泵浦(约1554.78nm）到有着另一种CW信号极化铌酸锂波导的极化控制器中，并观察在光学光谱分析器中的极化铌酸锂波导输出转化波长的光谱（OSA）。
为了评估非线性过程的极化灵敏度，泵浦极化在一个大范围内循环，而输出能量（包括泵浦和转化波长）被测量。
就像在Fig.5所示，极化铌酸锂波导的转化输出展示出极化灵敏度超过30db。
6 极化铌酸锂波导的极化灵敏度的减少在半导体光学放大器模式中的应用完整的实验步骤展现在Fig.6中。
第一阶段CW探针的波长必须与第二阶段极化铌酸锂波导泵浦的波长一致。
因此，低能量探针的波长（在半导体光学放大器中）被安排在1554.78nm（λp）。
探针极化发生在半导体光学放大器中适用于极化控制器以便在TE和TM模式上下震荡，产生一个大的信号——引起极化循环。
第一阶段的输入信号波长（λs）是1550nm，它的能量通过使用一个耦合器前的衰减器来控制。
通过半导体光学放大器后，我们过滤掉探针，放大它，像泵浦一样供应给极化铌酸锂波导。
三个其它的行波波长复合于极化铌酸锂波导产生三种转化输出应用于多路传送操作。
最后输出的稳定行为（不含λs的任何信号调制）在OSA上被分析，动态行为（2.5GB/s信号的λs调制）通过过滤各种波长而被观察。
为了评估技术表现，我们不在第一阶段调制信号，而是使用衰减器控制总信号能量注入到半导体放大器中。
当输入信号能量很低时，极化铌酸锂波导的极化控制器被调节适用于使最终输出变低。
当输入信号能量增加时，它将引起极化铌酸锂波导泵浦循环到最适宜状态，导致最终转化信号能量的增加。
这种转变在Fig.7的多径传送操作中被描述。
值得注意的是，在被用于两个阶段之间的EDFA被操作在持续能量输出模式中，从而略微压制XGM效应。
当输入信号能量改变到20db是会达到一个9DB的全输出损耗比率。
相反，当输入信号能量很低时，极化铌酸锂波导泵浦极化控制器首先调节到提供最大转化输出，操作转化模式成功。
增加信号能量会引起极化铌酸锂波导泵浦极化循环离开它的最适宜状态。
因而导致转化效率的下降。
一个在两个阶段间的持续能量模式EDFA操作允许XGM像XopolM效应一样传播到下一个阶段。
由于他们彼此互相协助，一个发生在输入信号能量大于23DB的损耗的相同20DB能量变化可以被观测到。
Fig.8中的展示了在变化输入信号能量时的最终转化输出能量的试验观测变化。
半导体光学放大器的输出总探针能量也被反映出来衡量XGM效应。
可以清楚地看到，由于XGM和XpolM彼此互助的关系，转化模式下的输出变化戏剧性地提升了。
为了给计划的极化灵敏度分类，我们使用极化控制器改变输入到半导体光学放大器中的极化状态，每次改变极化时测量输出损耗率。
这些结果展现在Fig.9中，包含转化和非转化的体制流程，证明了一个小于1DB的极化灵敏度。
为了用实际数据证实我们的观念，我们用2.5Gb/s的虚假范围比特序列（PRBS）数据来调制半导体光学放大器泵浦。
我们实验的比特速率被半导体光学放大器的长载流子恢复时间限制。
这个限制也能在输出眼图表（Fig.10图表）中看到。
转化模式的独立极化表现多种多样，以BER曲线展现在Fig.10中。
通过最优化半导体光学放大器的行波探针和极化铌酸锂波导泵浦的极化状态，并使用一个带有高能诱导型双折射的半导体光学放大器，应该能达成损耗率的提高。
一个带有快速载流子恢复时间的半导体光学放大器能够进行高比特速率操作。
7 在高速非线性光纤的XpolM中说明极化铌酸锂波导泵浦的极化调制为了说明极化铌酸锂波导泵浦的极化调制没有被比特速率限制，我们在高速非线性光纤（HNLF），一种允许大带宽操作的光纤中，通过使用交互式极化调制来调制极化铌酸锂波导泵浦的极化状态。
HNLF的零点离散波长是1552nm，命令泵浦波长。
如在Fig.11所示，泵浦由一个使用额外调制器的10Gb/s的不归零开关（NRZ OOK)调制。
由于如同提供了极化铌酸锂波导泵浦，虚假波长被保持在1554.78nm。
在极化者的帮助下，虚假波长被导向在45°伴随着输入极化泵浦的反馈。
这最大化了虚假波长的交互极化调制。
在HNLF的输出中虚假波长被过滤出来，并通过EDFA放大，与另一个1550nm的行波（随便选择）复合，并发射到极化铌酸锂波导。
极化铌酸锂波导输出的转化波长被过滤，放大，指导使用一个光学接收器。
