一文详细了解半导体光放大器
1.半导体光放大器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。
半导体光放大器soa原理
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edfa（掺铒光纤放大器）相比，商用器件部分指标弱于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，且有成本低，体积小易集成等特点，在新基建时代，soa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。
2.半导体光放大器soa的市场应用
随着soa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，半导体光放大器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。
2.1半导体光放大器soa在运营商光传输网络中的应用
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。
soa在光传输网络中的应用
2.2半导体光放大器soa网络监控市场的应用
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。
soa在网络监控市场中的应用
2.3半导体光放大器soa在数据中心互联dci中的应用
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。
usoa光模块在数据中心互联dci市场的应用
soa半导体光放大设备在数据中心互联dci市场的应用
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。
2.4半导体光放大器soa在分布式光纤传感中的应用
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光源。天津见合八方光电的1550nm soa消光比最高可达65db。
半导体光放大器soa在分布式光纤传感中的应用
2.5半导体光放大器soa在激光雷达lidar系统中应用
tof激光雷达和fmcw激光雷达基本原理如下图所示，半导体光放大器soa主要应用于激光雷达中的光源部分。天津见合八方光电的soa芯片饱和输出光功率可达23dbm，用于提高1550nm窄线宽激光器的发射光功率，满足激光雷达长距探测需求；同时与edfa相比，芯片式的soa可直接集成光源中，从而使得激光雷达更小巧轻便，满足车载、无人机测绘等对体积重量要求较高的场景应用。
tof激光雷达工作原理
fmcw调频连续波激光雷达工作原理
2.6 1050nm半导体光放大器soa在oct相干眼科成像中的应用
oct学名叫光学相干断层扫描技术，是20世纪90年代初期发展起来的一种新型非接触性的无创光学影像诊断技术，是利用眼内不同的组织对入射光素的反射性不同，从而显示眼睛组织的结构和它们之间的距离，再经过计算机处理以后，形成伪彩或灰度，来显示组织的断面结构。1050nm(水对这个波长吸收少）的半导体光放大器soa可集成在oct成像设备的光源中，用于提高光源输出光功率，进而提高检测灵敏度，天津见合八方光电的1050nm半导体光放大器饱和光功率可达23dbm。
oct眼科成像原理
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1050nm，1310nm和1550nm soa芯片、soa coc、soa蝶形器件等。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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串行外围设备接口控制方式及数据传输
高功率恒流ic低成本高稳定SM2082EAS替换长运通CYT1000A
BGA封装技术
Dual, Voltage-Output DAC Consu
基于TMS320LF2407A DSP控制器实现电动车控制系统的设计
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基于单片机的PSD数据采集电路的设计方案
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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
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2.半导体光放大器soa的市场应用
随着soa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，半导体光放大器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。
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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。
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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。
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