Đầu tiên các đặc tính cơ bản của SOA với tầng tích cực sẽ được nghiên cứu. Hình 5 chỉ ra các đặc tính độ khuyếch đại dòng của một SOA với một ống dẫn sóng thụ động.
Chiều dài của vùng tích cực SOA và ống dẫn sóng thụ động là 600 và 400 µm. Bước
sóng tín hiệu đầu vào là 1560nm và công suất đầu vào là -10dBm. Ánh sáng đầu vào được ghép vào thiết bị nhờ sử dụng một sợi thấu kính duy trì phân cực và ánh sáng ra được ghép nhờ sử dụng một sợi thấu kính khác. Độ khuyếch đại sợi-sợi là > 13dB và sự phụ thuộc phân cực của độ khuyếch đại là < 1dB. Sự ảnh hưởng của phản xạ tại các giao diện giữa SOA chôn và ống dẫn sóng high-mesa thụ động là không quan sát thấy. Nó chỉ ra rằng các ống dẫn sóng này được ghép một cách khá tốt khôngchỉ về mặt vật lý mà còn về mặt quang học.
Hình 3.5. Các tham số dòng khuyếch đại của SOA
Hình 3.6. Hình ảnh phổ từ cổng ra khi dòng đến được bơm vào
a) chỉ SOA1 và b) cả hai SOA
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét ảnh hưởng lọc của SIPAS. Một ánh sáng CW và một ánh sáng tín hiệu sẽ được tiêm vào từ cổng CW và cổng tín hiệu tương ứng. Bước sóng của tín hiệu và CW lần lượt là 1552,6 và 1550nm. Công suất đầu vào của tín hiệu và CW đều là 5dBm. Hình 3.6 chỉ ra phổ của cổng ra. Hình 3.6a chỉ ra phổ của cổng ra
khi dòng điều khiển là 217mA chỉ được tiêm vào SOA1. Trong trường hợp này SOA2 có tính hấp thụ vì dòng điều khiển không được tiêm và kết quả là xuyên âm không xảy ra trong PAS. Do đó tín hiệu đầu vào sẽ thẩm thấu vào vòng Sagnac và tín hiệu đầu vào và ánh sáng chuyển đổi sẽ được đưa ra ngang bằng nhau như được chỉ ra trong hình 3.6a. Ngược lại khi các dòng điều khiển là 212 và 217 mA được tiêm lần lượt vào SOA1 và SOA2 thì xuyên âm sẽ xuất hiện trong PAS. Vì PAS có cấu trúc đối xứng nên gần như các dòng tiêm như vậy thiết lập PAS ở trạng thái pha tạp. Điều này cho phép phân tách theo không gian tín hiệu vào tín hiệu chuyển đổi. ánh sáng tín hiệu đầu vào sẽ không thể tham gia vào vòng lặp Sagnac. Do đó chỉ có tín hiệu chuyển đổi là xuất hiện ở đầu ra như trên hình 3.6b. Tỷ lệ nén là khoảng 27dB như được chỉ ra trên hình. Tỷ lệ này đủ lớn để thực hiện hành động lọc hoàn toàn. Đây là đặc tính quan trọng nhất của SIPAS. Sự hoạt động của SIPAS nhờ DPM giữa các ánh sáng CLW và CCW. Tiếp theo chúng ta sẽ kiểm tra các đặc tính DPM bằng cách quan sát các dạng sóng của tín hiệu đầu vào và tín hiệu đã chuyển đổi bước sóng nhờ một streack camera. Các điều kiện hoạt động giống như các điều kiện đã được trình bày ở trên. Hình 3.7a và 3.7b chỉ ra các dạng sóng của tín hiệu đầu vào và tín hiệu chuyển đổi. Độ rộng xung đầu vào là 12ps và tốc độ lặp là 1GHz. Chúng ta đặt PAS lệch 0,5mm để thời gian trễ truyền dẫn giữa ánh sáng CLW và CCW là khoảng 11ps. Độ rộng xung đầu ra là 13ps, rất gần với giá trị mong muốn 11ps. Đây là bằng chứng về sự hoạt động của DPM. Các kết quả thí nghiệm này chỉ ra rằng chuyển đổi bước sóng nhanh nhờ DPM có thể đạt được trong điều kiện lọc hoàn toàn nhờ sử dụng SIPAS. Cuối cùng chúng ta xem xét các đặc tính động của chuyển đổi bước sóng lọc hoàn toàn. Hình 3.8 chỉ ra biểu đồ mắt của các tín hiệu đầu vào và tín hiệu đã chuyển đổi bước sóng tại tốc độ 10Gbit/s. Công suất trung bình của tín hiệu đầu vào và ánh sáng CW tương ứng là 7,9 và 13dBm. Sự mở mắt hoàn toàn là có thể đạt được. Các đặc tính tỷ lệ lỗi bít tương ứng được chỉ ra trong hình 3.9. Thiệt hại về công suất, hay là giá trị sẽ định nghĩa độ giảm cấp tại tỷ lệ lỗi bit 10-12 là nhỏ tới ~0,9dB. Nguồn gốc về thiệt hại công suất này được cho là do sự tích luỹ của các phát xạ đồng thời được khuếch đại từ các SOA.
Hình 3.7. Dạng sóng quang của tín hiệu vào (a) và tín hiệu chuyển đổi (b)
Hình 3.8. Biểu đồ quan sát của tín hiệu vào (a) và tín hiệu chuyển đổi(b)
Trong phần này chỉ giới thiệu các kết qủa thí nghiệm tại tốc độ 10Gbit/s. Tuy nhiên tới nay tốc độ hoạt động lọc hoàn toàn có thể lên tới 40 Gbit/s. Trong một SIPAS độ rộng của cửa sổ đầu ra (độ rộng xung đầu ra) và tốc độ lặp có thể được thiết kế một cách độc lập. Điều này cho phép SIPAS không những chỉ sử dụng trong chuyển đổi bước sóng mà còn sử dụng trong các bộ giải ghép kênh toàn quang. Ví dụ, khi cửa sổ đầu ra là 11ps và tốc độ lặp là 10GHz SIPAS có thể được sử dụng để giải ghép kênh từ 80 xuống 10 Gbit/s. Hơn thế nhờ đặc tính lọc hoàn toàn của SIPAS chuyển đổi bước sóng mà trong đó bước sóng đầu ra thay đổi động là có thể thực hiện được. Điều này cho phép định tuyến bước sóng quang trong đó định tuyến bước sóng theo mỗi gói tin được thực hiện nhờ sử dụng chuyển đổi bước sóng. SIPAS là một thiết bị có rất nhiều đặc tính đặc biệt và nhiều nhà khoa học đang tiếp tục triển khai bao gồm cả nghiên cứu các ứng dụng của nó cho 3R toàn quang.
Hình 3.9. Đặc trưng tốc độ lỗi bit tại tốc độ bit 10Gbit/s