有效的SOA分段模型及其在光信号处理中的应用.pdfVIP

《半导体光电))2007年12月第 28卷第 6期 滕 翔 等： 有效的SOA分段模型及其在光信号处理中的应用 有效的SOA分段模型及其在光信号处理中的应用 滕 翔，张汉一，姜 欢，杨晶生 (清华大学 电子T程系，北京 100084) 摘 要： 阐述了半导体光放大器(SOA)的分段模型理论；列举了三种SOA分段模型，并分 别用这几种模型对基于交叉增益调制效应的光波长转换进行了仿真计算。通过比较和分析不同模 型的仿真结果与实验现象的差异，说明在基于SOA的全光信号处理过程中，有源区内的放大自发 辐射(ASE)对光信号的增益压缩与光脉冲的形态具有不可忽视的作用。 关键词： 半导体光放大器；光信号处理；波长转换；放大自发辐射；交叉增益调制 中图分类号：TN929．11 文献标识码：A 文章编号：1001～5868(2007)06—0757—04 Effective Multi-section Model for Semiconductor Optical Amplifier and Applications in Optical Signal Processing TENG Xiang，ZHANG Han—yi，JIANG Huan，YANG Jing—sheng (Dept．of Electronics Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，CHN) Abstract： The theory of multi—section model for semiconductor optical amplifier(SOA)is described．Three multi—section models are presented and applied to the simulation of wavelength conversion based on cross—gain—modulation in SOA．By analyzing the difference between the simulated and experimental results，it is emphasized that the amplified spontaneous emission (ASE)has important effects on the gain compression and pulse—shaping during the all—optical signal processing based on SOAs． Key words： semiconductor optical amplifier(SOA)；optical signal processing；wavelength conversion；amplified spontaneous emission(ASE)；cross—gain—modulation(XGM) 1 引言 (inter—band)和带内效应(intra—band)。带间效应是 指价带与导带之间的载流子跃迁与光场的相互作 半导体光放大器(SOA)是未来WDM光网络 用，包括受激辐射、受激吸收和自发辐射等；带内效 中的关键器件之一。随着制作工艺的发展，SOA的 应主要表现为载流子加热(CH)、光谱烧孑L(sHB) 载流子响应速率已由以前的数百皮秒提高到了数十 和双光子吸收(TPA)等超快非线性效应[6]。对于 皮秒[1 ；利用载流子的对输入光的快速动态响应， 10 ps以上的光脉冲，带间载流子动态效应对光场的 SOA可以实现多种不同的功能，如光开关、波长转 影响占主导作用。我们讨论的sOA分段模型主要 换、信号再生、光标签交换以及光逻辑门等 ]。在 用于处理码率在40