SOA的优点是:结构简单、体积小,可充分利用现有的半导体激光器技术,制作工艺成熟,成本低、寿命长、功耗小,且便于与其他光器件进行集成。另外,其工作波段可覆盖l.3~1.6/μm波段,这是EDFA或PDFA所无法实现的。但的弱点是与光纤的耦合损耗太大,噪声及串扰较大且易受环境温度影响,因此稳定性较差。SOA除了可用于光放大外,还可以作为光开关和波长变换器。
半导体光放大器(SOA)由有源区和无源区构成,有源区为增益区。当光信号通过有源区域时,它会导致这些电子以光子的形式失去能量并回到基态。受激励的光子具有与光信号相同的波长,从而放大光信号。
SOA(Semi-conductor Optical Amplifier)半导体光放大器是采用应变量子阱结构的PN结器件,外部正向偏压形成粒子数反转,外部光进入后导致受激辐射,形成光信号放大。
在10G/ 40G/ 100G的传输系统中,常规布局远距离接收端接收不到光信号,如下图。此时可以在1310nm多路波分复用器与LR4的光模块之间添加半导体光纤发大器(SOA),放大1310nm波段,可以实现高带宽信号的远距离传输。
半导体光放大器(SOA)的工作原理是由驱动电流将半导体载流子转化为反转粒子,使得注入种子光幅度放大,并保持注入种子光的偏振、线宽和频率等基本物理特性。随着工作电流的增加,输出光功率也成一定函数关系增长。目前常见和成熟的技术有直波导半导体光放大器和宽波导半导体光放大器。
随着SOA其输出光功率、小信号增益、增益偏振灵敏度、噪声指数等性能的提升,SOA将在全光网络通信和传感网络中发挥越来越重要的作用。SOA除了可以满足1310nm波段的放大,在一些1550nm波段的单级放大领域SOA已可完全替代EDFA。