တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းအမှောင် ချဲ့စက်ဆိုတာ ဘာလဲ

တစ်ဆိုတာ ဘာလဲတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းအမှောင် ချဲ့စက်

semiconductor optical amplifier ဆိုသည်မှာ semiconductor gain medium ကိုအသုံးပြုသည့် optical amplifier အမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် laser diode နှင့်ဆင်တူပြီး အောက်ဘက်အဆုံးရှိ mirror ကို semi-reflective coating ဖြင့်အစားထိုးထားသည်။ signal light ကို semiconductor single-mode waveguide မှတစ်ဆင့် ထုတ်လွှတ်သည်။ waveguide ၏ transverse dimension သည် 1-2 micrometers ရှိပြီး ၎င်း၏အရှည်မှာ 0.5-2mm ခန့်ရှိသည်။ waveguide mode သည် current မှ pump လုပ်သော active (amplification) region နှင့် သိသာထင်ရှားသော overlap ရှိသည်။ injected current သည် conduction band တွင် carrier concentration ကိုထုတ်ပေးပြီး conduction band ၏ valence band သို့ optical transition ကိုခွင့်ပြုသည်။ photon energy သည် bandgap energy ထက်အနည်းငယ်ပိုများသောအခါ peak gain ဖြစ်ပေါ်သည်။ SOA optical amplifier ကို ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် 1300nm သို့မဟုတ် 1500nm ဝန်းကျင် operating wavelength ရှိသော pigtails ပုံစံဖြင့် အသုံးပြုလေ့ရှိပြီး 30dB ခန့် gain ကို ပေးစွမ်းသည်။

ထိုSOA တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလင်းအမှောင် ချဲ့စက်သည် strain quantum well structure ရှိသော PN junction device တစ်ခုဖြစ်သည်။ external forward bias သည် dielectric particles အရေအတွက်ကို ပြောင်းပြန်လှန်ပေးသည်။ external excitation light ဝင်ရောက်ပြီးနောက်၊ လှုံ့ဆော်ပေးသော radiation ကို ထုတ်ပေးပြီး optical signal များ၏ amplification ကို ရရှိစေပါသည်။ အထက်ဖော်ပြပါ energy transfer လုပ်ငန်းစဉ်သုံးခုစလုံးသည် တွင်တည်ရှိသည်။SOA အလင်းအမှောင်ချဲ့စက်။ အလင်းအချက်ပြမှုများ ချဲ့ထွင်ခြင်းသည် လှုံ့ဆော်ပေးသော ထုတ်လွှတ်မှုအပေါ် အခြေခံသည်။ လှုံ့ဆော်ပေးသော စုပ်ယူမှုနှင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော ထုတ်လွှတ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များသည် တစ်ပြိုင်နက်တည်း တည်ရှိနေသည်။ ပန့်ပ်အလင်း၏ လှုံ့ဆော်ပေးသော စုပ်ယူမှုကို သယ်ဆောင်သူများ၏ ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာမှုကို အရှိန်မြှင့်ရန် အသုံးပြုနိုင်ပြီး တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ လျှပ်စစ်ပန့်ပ်သည် အီလက်ထရွန်များကို မြင့်မားသော စွမ်းအင်အဆင့် (conduction band) သို့ ပေးပို့နိုင်သည်။ အလိုအလျောက် ရောင်ခြည်ကို ချဲ့ထွင်သောအခါ၊ ၎င်းသည် တိုးချဲ့ထားသော အလိုအလျောက် ရောင်ခြည်ဆူညံသံကို ဖန်တီးလိမ့်မည်။ ‍SOA အလင်းအား ချဲ့ထွင်ခြင်းသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းချစ်ပ်များကို အခြေခံသည်။

တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းချစ်ပ်များကို GaAs/AlGaAs၊ InP/AlGaAs၊ InP/InGaAsP နှင့် InP/InAlGaAs စသည့် ဒြပ်ပေါင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ၎င်းတို့သည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းလေဆာများပြုလုပ်ရာတွင် အသုံးပြုသောပစ္စည်းများလည်းဖြစ်သည်။ SOA ၏ waveguide ဒီဇိုင်းသည် လေဆာများနှင့် အတူတူပင် သို့မဟုတ် ဆင်တူသည်။ ကွာခြားချက်မှာ လေဆာများသည် optical signal ၏ oscillation ကိုထုတ်လုပ်ရန်နှင့် ထိန်းသိမ်းရန် gain medium ပတ်လည်တွင် resonant cavity တစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် လိုအပ်ခြင်းဖြစ်သည်။ optical signal ကို output မထုတ်မီ cavity တွင် အကြိမ်ပေါင်းများစွာ ချဲ့ထွင်မည်ဖြစ်သည်။SOA အသံချဲ့စက်(ကျွန်ုပ်တို့ဤနေရာတွင် ဆွေးနွေးနေသည်မှာ အပလီကေးရှင်းအများစုတွင် အသုံးပြုသည့် ခရီးသွားလှိုင်းချဲ့စက်များအတွက်သာ ကန့်သတ်ထားသည်)၊ အလင်းသည် gain medium ကို တစ်ကြိမ်သာဖြတ်သန်းရန် လိုအပ်ပြီး နောက်ပြန်ရောင်ပြန်ဟပ်မှုမှာ အနည်းဆုံးဖြစ်သည်။ SOA amplifier ဖွဲ့စည်းပုံတွင် ဧရိယာသုံးခုပါဝင်သည်- Area P၊ ဧရိယာ I (active layer သို့မဟုတ် node) နှင့် ဧရိယာ N။ active layer ကို quantum Wells များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားလေ့ရှိပြီး ၎င်းသည် photoelectric conversion efficiency ကို တိုးတက်စေပြီး threshold current ကို လျှော့ချနိုင်သည်။

ပုံ ၁ အလင်းတန်းလှိုင်းများထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ပေါင်းစပ် SOA ပါရှိသော ဖိုက်ဘာလေဆာ

ချန်နယ်လွှဲပြောင်းမှုအတွက် အသုံးချထားသည်

SOA များကို amplification တွင်သာမကဘဲ optical fiber communication နယ်ပယ်တွင်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပြီး saturation gain သို့မဟုတ် cross-phase polarization ကဲ့သို့သော nonlinear process များအပေါ်အခြေခံသည့် application များဖြစ်ပြီး SOA optical amplifier တွင် carrier concentration ၏ ကွဲပြားမှုကို အသုံးပြု၍ refractive index အမျိုးမျိုးကို ရရှိရန် အသုံးပြုပါသည်။ ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုများကို wavelength division multiplexing systems များတွင် channel transfer (wavelength conversion), modulation format conversion, clock recovery, signal regeneration နှင့် pattern recognition စသည်တို့တွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။

optoelectronic integrated circuit နည်းပညာတိုးတက်မှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်များ လျှော့ချခြင်းနှင့်အတူ၊ အခြေခံ amplifier များ၊ လုပ်ဆောင်ချက်ရှိသော optical device များနှင့် subsystem အစိတ်အပိုင်းများအဖြစ် SOA semiconductor optical amplifier ၏ အသုံးချနယ်ပယ်များသည် ဆက်လက်တိုးချဲ့သွားမည်ဖြစ်သည်။