Slide tiểu luận khuếch đại quang bán dẫn SOA

B Khu ch Đ i Quang ộ ế ạ Bán D nẫ Gi ng viên h ng d n: TS Bùi Vi t Khôiả ướ ẫ ệ Nhóm sinh viên: Tô Văn Hùng Bùi Xuân Linh V S n Tùngũ ơ I. Gi i thi u chungớ ệ II. T ng quan v SOAổ ề III. C u trúc c b n c a SOAấ ơ ả ủ IV. Các ng d ng c b nứ ụ ơ ả V. K t lu nế ậ M c l cụ ụ  Khu ch đ i quang đ c chia thành 2 loai: B khu ch đ i ế ạ ượ ộ ế ạ quang s và b khu ch đ i quang bán d n (SOA).ợ ộ ế ạ ẫ  Khu ch đ i quang s i đ c ng d ng r ng rãi làm b ế ạ ợ ượ ứ ụ ộ ộ khu ch đ i đ ng truy n đ bù suy hao s i quangế ạ ườ ề ể ợ  Khu ch đ i quang bán d n SOA cho th y kh năng ng ế ạ ẫ ấ ả ứ d ng cao, ngoài làm ph n t khu ch đ i còn ng d ng cho ụ ầ ử ế ạ ứ ụ chuy n m ch quang, chuy n đ i b c sóng ể ạ ể ổ ướ  R t c n ấ ầ thi t cho m ng quang trong su t.ế ạ ố Gi i thi u chungớ ệ 1. Mô t c b nả ơ ả 2. Nguyên lí khu ch đ iế ạ 3. C b n v đ c tính thi t bơ ả ề ặ ế ị T ng quan v SOAổ ề  ng d n sóng đ ố ẫ ể giam c m tín ầ hi u vào vùng ệ ho t tínhạ  Dòng đi n bên ệ ngoài c p ngu n ấ ồ năng l ng cho ượ quá trình khu ch ế đ i x y raạ ả Mô t c b nả ơ ả  SOA đ c chia thành 2 lo i: Fabry-Perot SOA và SOA ượ ạ sóng ch y.ạ Mô t c b nả ơ ả  Các electron đ c tiêm vào ượ vùng ho t tính, các e này s ạ ẽ chi m nh ng tr ng thái ế ữ ạ trong vùng d n c a v t li u ẫ ủ ậ ệ vùng ho t tính, đ l i các l ạ ể ạ ỗ tr ng trong vùng hóa trố ị  Có 3 c ch b c x trong ơ ế ứ ạ vùng bán d n: Phát x t ẫ ạ ự phát, Phát x c m ng, H p ạ ả ứ ấ th c m ng.ụ ả ứ Nguyên lí khu ch đ iế ạ  Quá trình h p th c m ng: Photo ánh sáng t i v i năng l ng thích ấ ụ ả ứ ớ ớ ượ h p có th kích thích m t h t t i đi n t vùng hóa tr lên vùng d nợ ể ộ ạ ả ệ ừ ị ẫ  quá trình m t mát vì photo t i b phá h y. ấ ớ ị ủ  N u photo ánh sáng t i có năng l ng kích thích t i bán d n nó th ế ớ ượ ớ ẫ ể t o ra s tái k t h p c a m t h t t i đi n vùng d n v i l tr ng ạ ự ế ợ ủ ộ ạ ả ệ ở ẫ ớ ỗ ố ở vùng hóa tr -ị  s tái k t h p các h t t i đi n này gi i phóng năng ự ế ợ ạ ả ệ ả l ng d i d ng photo ánh sángượ ướ ạ  photo m i này s gi ng hoàn toàn ớ ẽ ố v i photo c m ng (cùng pha, t n s và h ng)ớ ả ứ ầ ố ướ  N u dòng tiêm vào đ caoế ủ  s ph n x c m ng l n h n h p th ự ả ạ ả ứ ớ ơ ấ ụ  bán d n cho chúng ta 1 đ l i quang h cẫ ộ ợ ọ Nguyên lí khu ch đ iế ạ  Quá trình phát x t phát: có 1 xác su t khác ạ ự ấ không trên m t đ n v th i gian mà m t h t ộ ơ ị ờ ộ ạ t i đi n vùng d n s tái h p v i l tr ng ả ệ ở ẫ ẽ ợ ớ ỗ ố ở vùng hóa trị phát ra m t photo v i pha và ộ ớ h ng ng u nhiên. Các photo đ c phát ra t ướ ẫ ượ ự phát v i m t kho ng t n s r ngớ ộ ả ầ ố ộ  nhi u.ễ  Công th c tính toánứ  đ c đ a ra nh trong ượ ư ư file word. Nguyên lí khu ch đ iế ạ  Đ l i và băng thông đ l i caoộ ợ ộ ợ  Ph n x b m t không đáng kả ạ ề ặ ể  Đ nh y phân c c th pộ ạ ự ấ  Công su t đ u ra bão hòa caoấ ầ  Nhi u c ng g n gi i h n lí thuy tễ ộ ầ ớ ạ ế  Không nh y v i các tính ch t đi u bi n tín hi u đ u vàoạ ớ ấ ề ế ệ ầ  Khu ch đ i đa kênh mà không có s xen nhauế ạ ự  Không có mi n phi tuy nề ế C b n v đ c tính thi t bơ ả ề ặ ế ị [...]... 26,8 dB đối với công suất đầu ra khuếch đại tăng cường trung bình 15,8 dB Thí nghiệm truyền khuếch đại tăng cường với laser Bộ tiền khuếch đại Bộ thu quang học tiền khuếch đại  Các bộ lọc điện quang phải có băng thông rộng ít nhất bằng băng thông tín hiệu điều biến để thánh méo tín hiệu  Bộ thu quang học tiền khuếch đại với băng thông quang học dải hẹp, dòng nhiễu quang điện chiếm ưu thế là nhiễu... khuếch đại và băng thông bộ lọc quang học  Suy hao trên đường truyền giữa bộ tiền khuếch đại và detector do sự mất mát bộ lọc quang học và hiệu suất ghép đến detector quang học  Lỗi công suất là sự chênh lệch dB giữa các công suất tín hiệu cho các BER giống nhau đối với tỉ số tắt quang xác định và không xác định r  Sự suy hao tỉ số tắt quang do sự bão hòa của tỉ số độ lợi khuếch đại Bộ khuếch đại. .. nhiễu đầu ra toàn phần từ bộ khuếch đại thứ k   Để tránh sự suy hao nghiêm trọng hiệu suất của hệ thống, công suất nhiễu đầu ra toàn phần từ mội bộ khuếch đại trong chuỗi phải nhỏ hơn công suất đầu ra bão hòa của bộ khuếch đại Số bộ khuếch đại cực đại ghép trong đường truyền  Sự truyền WDM -  Tăng sức chứa của các đường truyền sợi quang Tránh sự bão hòa độ lợi khuếch đại thì Sự giảm nhiễu xuyên... trong sợi quang  Ưu điểm : Trong suốt với tốc độ dự liệu,hình thức điều biến, tính hai chiều, khả năng WDM, chế đô hoạt động đơn giản và tiêu tốn công suất thấp Đường truyền sợi quang với các bộ khuếch đại ghép tầng Hệ số tạp nhiễu toàn phần sau bộ khuếch đại thứ k Hệ số tạp nhiễu của tầng  Sự bão hòa nhiễu trong 1 chuỗi khuếch đại  Sự bão hòa khuếch đại gây ra sự đóng kín trong hệ thống dẫn đến... xuyên kênh - Kỹ thuật ghép kênh phân cực dùng để giảm nhiễu xuyên kênh WDM Kết luận  Công nghệ khuếch đại quang bán dẫn có khả năng thực hiện nhiều chức năng hoàn toàn quang trong mạng  Với ưu thế về công nghệ mạch tổ hợp, việc sử dụng SOA làm các bộ khuếch đại và các phần tử chức năng trong các hệ thống xử lý tín hiệu toàn quang sẽ ngày càng được mở rộng ...Cấu trúc cơ bản của SOA Cấu trúc cơ bản của SOA Các ứng dụng cơ bản Bộ khuếch đại tăng cường - Xây dựng đường dây dài trung bình với khoảng cách truyền tăng - Trong đường truyền dài, sử dụng bộ khuếch đại tăng cường có thể tăng lượng công suất đường truyền và giảm số bộ khuếch đại  Tại tốc độ bit cao, các laser được điều biến trực tiếp dễ bị mẻ bước sóng (gây tăng tán sắc sợi quang dẫn đến tăng ISI... bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại tăng cường  Bộ truyền gồm 1 laser DFB (được điều biến trục tiếp với 1 chuỗi giả ngẫu nhiên dài) với bước sóng phát 1310nm, 1 module khuếch đại tăng cường (chứa bộ làm lạnh nhiệt điện và điện trở nhiệt)  Trong module, ánh sáng đầu vào tập trung lên bộ cách ly bằng thấu kính aspheric đơn →Thực hiện với bộ thu photodiode p-i-n cho công suất cực đại khoảng 26,8 dB đối . vào cả độ lợi khuếch đại và băng thông bộ lọc quang học.  Suy hao trên đường truyền giữa bộ tiền khuếch đại và detector do sự mất mát bộ lọc quang học và. cho công suất cực đại khoảng 26,8 dB đối với công suất đầu ra khuếch đại tăng cường trung bình 15,8 dB Thí nghiệm truyền khuếch đại tăng cường với laser