หลักการของสวิตช์ออปติคัล SOA (สวิตช์ออปติคัลประเภทเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์)

หนึ่งSOA (สวิตช์เครื่องขยายสัญญาณออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์)เป็นอุปกรณ์ออพติคัลหลักที่ทำให้เกิดการสลับ/กำหนดเส้นทางสัญญาณออพติคัลตามคุณลักษณะความอิ่มตัวของสีที่ได้รับของแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลแบบเซมิคอนดักเตอร์ (SOA) โดยผสมผสานฟังก์ชันคู่ของ "การขยายสัญญาณด้วยแสง" และ "การสลับด้วยแสง" และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารออปโตอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น โมดูลออปติคัล การเชื่อมต่อข้ามด้วยแสง (OXC) และการเชื่อมต่อระหว่างกันด้วยแสงของศูนย์ข้อมูล) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์เครือข่ายออปติคัลความเร็วสูงและความหนาแน่นสูง

พื้นฐานทางกายภาพหลัก: SOA ได้รับผลความอิ่มตัว

เพื่อให้เข้าใจถึงสวิตช์ออปติคอล SOA จำเป็นต้องเข้าใจหลักการทำงานหลักของ SOA ก่อน นั่นคือการขยายสัญญาณที่กระตุ้นและรับคุณลักษณะความอิ่มตัว:

โครงสร้างพื้นฐาน SOA: โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นท่อนำคลื่นเซมิคอนดักเตอร์ (โดยทั่วไปใช้ระบบวัสดุ InP/InGaAsP เหมาะสำหรับหน้าต่างการสื่อสาร 1310nm/1550nm) ปลายทั้งสองของท่อนำคลื่นเป็นฟิล์มป้องกันแสงสะท้อน (ลดการสะท้อน) และด้านในถูกเจือด้วยบริเวณที่ทำงานอยู่ (โดยให้ตัวกลางเกน) ผู้ให้บริการชาร์จรู้สึกตื่นเต้นกับระดับพลังงานที่สูงผ่านการฉีดไฟฟ้า

เพื่อให้เข้าใจถึงสวิตช์ออปติคอล SOA จำเป็นต้องเข้าใจหลักการทำงานหลักของ SOA ก่อน นั่นคือการขยายสัญญาณที่กระตุ้นและรับคุณลักษณะความอิ่มตัว:

ลักษณะสำคัญของความอิ่มตัวของอัตราขยาย: อัตราขยายของ SOA ไม่ใช่อนันต์—เมื่อกระแสที่ฉีดได้รับการแก้ไขคงที่ อัตราขยายสูงสุดของ SOA จะถูกกำหนดโดย "ความเข้มข้นของพาหะ"; หากพลังงานแสงอินพุตมีขนาดใหญ่เพียงพอ (เกิน "พลังงานความอิ่มตัวของ Psat") พลังงานนั้นจะกินพาหะพลังงานสูงอย่างรวดเร็วในบริเวณแอคทีฟ ส่งผลให้อัตราขยายของ SOA ลดลงอย่างรวดเร็ว และในที่สุดก็เข้าสู่ "สถานะความอิ่มตัวของสีที่ได้รับ" ( ณ จุดนี้ อัตราขยายมีแนวโน้มที่จะมีเสถียรภาพและไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้อีกต่อไปเมื่อเพิ่มพลังงานแสงอินพุต)

ตรรกะหลักของการสลับออปติคอล SOA: การใช้ "ไฟควบคุม" เพื่อควบคุมสถานะเกนของ SOA "ไฟสัญญาณ" จะถูกเปิด/ปิดโดยอ้อม

บ็อกซ์ออปโทรนิคส์สามารถให้ผลตอบแทนสูงเครื่องขยายเสียง SOAที่ 1,060 นาโนเมตร, 1310 นาโนเมตร, 1550 นาโนเมตร และ 1560 นาโนเมตร