rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...

wzmocnienie w różnych zakresach długości fal stosowanych w technikachświatłowodowych (prazeodym, neodym – 1300 nm, erb – 1500-1600 nm). Wartorównież wspomnieć o wzmacniaczu na światłowodzie domieszkowanym bizmutem[114] (bismuth-doped silica amplifier), ze względu na bardzo szerokie (~300 nm)pasmo wzmocnienia pokrywające zarówno zakres 1300 nm jak i 1500 nm.Zarówno wzmacniacze Ramana jak i te pracujące na światłowodach domieszkowanychmogą zapewniać duże wzmocnienia przy niskim poziomie szumów. Niestety wymagająużycia wiązek pompujących o bardzo dużych mocach (nawet rzędu watów dlawzmacniaczy Ramana), co wiąże się ze znacznym wzrostem złożoności oraz kosztówukładu. W odróżnieniu od wspomnianych wzmacniaczy - półprzewodnikowywzmacniacz optyczny charakteryzuje się mniejszymi wzmocnieniami i większymiszumami. Jego zaletą są natomiast niskie koszty produkcji, kompaktowe rozmiary,pokrycie całego zakresu niskostratnej transmisji w światłowodzie oraz potencjalnamożliwość integracji w układach fotonicznych. Półprzewodnikowe wzmacniaczeoptyczne są średnio dwa razy tańsze od wzmacniaczy na światłowodachdomieszkowanych, a pompa do wzmacniaczy Ramana oznacza nawet 10-krotniewiększy koszt w porównaniu do SOA.Półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny [115-118] (SOA – ang. SemiconductorOptical Amplifer) jest elementem optoelektrycznym realizującym wzmocnienie sygnałuoptycznego bez konwersji sygnału optycznego na elektryczny. Jego budowa jestidentyczna do lasera półprzewodnikowego o zredukowanym wpływie wnękirezonansowej (zakładane pojedyncze przejście przez ośrodek czynny).Półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny jest sterowany prądowo. Nośnikiwstrzykiwane są w obszar ośrodka czynnego. Możliwe są trzy mechanizmy przejśćpromienistych: absorpcja wymuszona, gdy padający foton wymusza przejście nośnikado pasma przewodzenia; emisja spontaniczna – istnieje niezerowe prawdopodobieństwona jednostkę czasu, że nośnik (elektron) z pasma przewodzenia rekombinuje z dziurąz pasma walencyjnego z równoczesną emisja fotonu o przypadkowej fazie i kierunku;foton padający na obszar ośrodka czynnego może wymusić rekombinację elektronui dziury, z równoczesną emisją fotonu o tej samej fazie, energii i kierunku. W ostatnimprzypadku zarówno foton padający jaki i foton wymuszony mogą brać udziałw kolejnych aktach emisji wymuszonej. Przechodzące przez wzmacniacz47