Das Prinzip der stimulierten Emission wird hauptsächlich von einem optischen Halbleiterverstärker zur Verstärkung eines optischen Informationssignals verwendet, wie dies beim Laserbetrieb der Fall ist. Die folgende Abbildung zeigt das Funktionsprinzip von SOA.

Vorteile von SOAs

Die von SOAs bereitgestellte optische Verstärkung ist relativ unabhängig von der Wellenlänge des einfallenden optischen Signals.

Als Pumpsignal für die Verstärkung dient der Injektionsstrom, nicht ein weiterer Laser.

Aufgrund der kompakten Größe können SOAs mit mehreren photonischen Wellenleitervorrichtungen auf einem einzigen planaren Substrat integriert werden.

Sie verwenden die gleiche Technologie wie Diodenlaser.

SOAs können bei Betriebswellenlängen von 1300 nm und 1550 nm mit einer größeren Bandbreite (bis zu 100 nm) betrieben werden.

Sie können so konfiguriert und integriert werden, dass sie auf der Seite des optischen Empfängers als Vorverstärker fungieren.

SOAs können als einfache Logikgatter in optischen WDM-Netzwerken fungieren.

Einschränkungen von SOAs

SOAs können nur eine optische Ausgangsleistung von bis zu einigen mW liefern, was normalerweise für den Einkanalbetrieb in einer Glasfaser-Kommunikationsverbindung ausreicht. Ein WDM-System kann jedoch bis zu einigen mW Leistung pro Kanal benötigen.

Da die Kopplung der optischen Eingangsfaser in den integrierten SOA-Chip dazu neigt, einen Signalverlust zu induzieren, muss SOA eine zusätzliche optische Verstärkung bereitstellen, um die Auswirkung dieses Verlustes auf die Eingangsfacette des aktiven Bereichs zu minimieren.

SOAs sind hochgradig empfindlich gegenüber der Polarisation des optischen Eingangssignals.

Sie erzeugen im aktiven Medium einen höheren Geräuschpegel.

Falls mehrere optische Kanäle wie in WDM-Anwendungen erforderlich verstärkt werden, können SOAs starkes Übersprechen erzeugen.