半导体光放大器SOA介绍及市场应用

光纤在线编辑部  2021-12-03 18:44:43  文章来源:综合整理  版权所有,未经许可严禁转载.

导读:近日,天津见合八方光电科技有限公司推出全系列SOA产品,包括1310nm和1550nm SOA芯片、SOA COC、SOA蝶形器件,SOA光模块, SOA 光路模块,SOA光放大设备等。目前SOA芯片全流程国内设计生产,自主可控,在性能上已达国际先进水平,通过了多个国内主流厂家的验证和试用,目前已批量供货。

12/03/2021,光纤在线讯,近年来,随着智慧交通自动驾驶和车路协同的飞速发展,激光雷达无论在车载还是路侧军获得了广泛应用。由于SOA小型化和高增盈,可应用于激光雷达中,用于获得窄线宽激光并提高光功率,尤其是下一代局域FMCW技术的光芯片化的激光雷达,是未来SOA更广阔的应用领域。今天我们来分享一篇文章介绍什么是SOA?SOA的市场及应用。

SOA简介
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。



优点:具有支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成
缺点:不同波长通道间存在交叉增益调制与非线性相互作用,偏振敏感性,增益饱和性与(掺饵光纤放大器)EDFA相比,商用器件多数指标弱于EDFA。但SOA仍有EDFA无法替代的特性,如其可支持O-band(1260~1360),E-band(1360~1460),L-band(1460~1530)的放大,且成本低,体积小易集成等特点,在新基建时代,将会在接入网和城域网边缘,以及光纤传感领域获得大规模应用。



SOA市场应用
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,将在全光网络通信和传感网络中SOA将发挥越来越重要的作用。SOA除了可以满足1310nm波段的放大,在一些单级1550nm波段的放大领域SOA已完全可以替代EDFA。

1.运营商光传输网络
随着5G网络的建设,带宽需求激增,在接入网、城域网边缘,需要100G(4*25G CWDM4/LWDM4)高速传输,在县乡传输、接入网、城域网边缘传输距离通常为5~40km。此时成本最优方案为100G(4*25G) LWDM4+SOA方案,使用4*25G的LWDM波长复用为100G,再配合SOA提升链路余量。

在5G基站前传场景,在一些基站拉远距离较远的场景,可以使用光模块式的SOA,提升光功率余量,实现基站拉远1310nm波段和1550nm波段的25G信号速率的弱光改造。

同样的,随着家庭宽带逐渐升级为WDMPON方案,SOA可助力WDM PON的广泛部署,提高WDM PON网络的覆盖范围和传输距离。
在运营商网络的应用,既可以将SOA集成到光模块的ROSA或TOSA中,也可以使用独立的SOA设备或SOA光模块进行放大。



2.网络监控的分光放大
这是半导体光放大器SOA的传统应用,目前随着数据业务的飞速发展,国内的数据分流监控需求逐渐增加,其通常为在核心网络节点进行分光监测,分光下来的信号通常很弱,需要使用光放大器,而100G业务有很多为1310波长,只能采用SOA进行放大。

本场景是目前SOA放大应用最广也是最成熟的应用。



3.数据中心互联DCI
随着大数据的发展,数据中心之间高带宽互联需求逐渐增加。针对高速业务,由于可使用SOA进行光信号中继放大,提升链路光功率余量,延长传输距离。SOA既可以应用于1310波段可以应用于1550波段的高速业务光信号放大。



这个市场通常使用独立的SOA半导体光放大机架式设备,近期见合八方已推出CFP2形态的uSOA,目前正在研制QSFP28和SFP形态的SOA。

4.分布式光纤传感以及激光雷达系统中应用
SOA具有优良的频率响应特性和较高的消光比,可作为光开关或调制器使用。随着SOA技术的不断提升,目前在光纤传感的大部分场景中已可替代声光调制器AOM,用于获得高消光比的窄脉冲激光。



天津见合八方光电科技有限公司,依托于清华大学天津电子院光电集成微系统研究所,由北京见合八方与清华大学天津电子院于2019年合作成立。是一家致力于光子集成技术的研发和生产的高科技企业,目前已推出全系列SOA产品,包括1310nm和1550nm SOA芯片、SOA COC、SOA蝶形器件,SOA光模块, SOA 光路模块,SOA光放大设备等。目前SOA芯片全流程国内设计生产,自主可控,在性能上已达国际先进水平,通过了多个国内主流厂家的验证和试用,目前已批量供货。
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