Phổ vật liệu của một SOA mở rộng đồng đều. Điều này có nghĩa là
sự thay đổi mật độ hạt tải điện trong bộ khuếch đại sẽ ảnh hưởng tới tất cả các tín hiệu đầu vào. Đáp ứng tạm thời của mật độ hạt tải điện phụ thuộc vào thời gian sống của hạt tải điện. Sự thay đổi mật độ hạt tải điện có thể làm nảy sinh các hiệu ứng vân ( pattern effect) và nhiễu xuyên kênh ( interchanel crosstalk) trong khuếch đại nhiều
bước sóng. Bố trí thí nghiệm chéo cơ bản nhất như trong hình
2.1, trong đó một ánh sáng chế độ liên tục yếu và một ánh sáng bơm mạnh, với biến điệu hài tín hiệu nhỏ ở tần số góc được đưa vào một SOA.
chéo trong bộ khuếch đại sẽ phải chịu biến điệu bơm trên . Điều này
có nghĩa là bộ khuếch đại đóng vai trò như một bộ chuyển đổi bước sóng, nghĩa là chuyển thông tin tại một bước sóng này sang bước sóng tín hiệu khác.
Hình 2.1. Bộ chuyển đổi bước sóng dùng XGM trong một SOA
Hệ số phẩm chất hữu dụng của bộ chuyển đổi là hiệu suất chuyển đổi , nó được định
nghĩa là tỉ số giữa chỉ số điều chế củ đầu ra với chỉ số điều chế bơm đầu vào.
Sự phân tích hài tín hiệu nhỏ được dùng để xác định cho ta kết quả:
(2.1) Với
SVTH: Đào Vũ-Lớp:D08VT1 28 (2.2)
Ở đây là hệ số mất mát ống dẫn sóng chuẩn hóa, P0(0) và P1(0) tương ứng là công
suất đầu vào trung bình củ và bơm, PT(0) là tổng công suấ
đầu vào trung bình, là tần số góc điều biến hài tín hiệu nhỏ và là thời gian sống của hạt tải điện tự phát. g0 được xác định bởi công thức:
(2.3) Độ lợi khuếch đại có thể xác định từ:
(2.4)
Phân tích ở trên giả sử rằng độ chênh lệch tần số quang học giữa các tín hiệ
lớn hơn nhiều 1/2 vì vậy các sản phẩm trộn bốn bước sóng được tạo ra do tương tác phi tuyến giữa hai trường có thể được bỏ qua. Đặc tuyến đáp ứng điển hình được tính bằng công thức 2.2 và nghiệm bằng số của 2.4 được biểu diễn trong hình 2.2
Hình 2.2. Đáp ứng tần số điển hình của bộ chuyển đổi bước sóng dùng XGM. Tham số là hệ số mất mát ống dẫn sóng tiêu chuẩn.
Các giá trị được dùng trong tính toán là exp(g0L)=30dB và =0.1ns, P0(0)=0.5mW, P1(0)= 1.0mW, Psat=10mW. Hình 2.2 chứng tỏ rằng băng thông đáp ứng rất nhạy cảm với sự mất mát trong ống dẫn sóng .
SVTH: Đào Vũ-Lớp:D08VT1 29 (2.5)
Trong trường hợp này đáp ứng của bộ chuyển đổi có đặc tính bộ lọc băng thông thấp với băng thông 3dB:
(2.6)