強化型半導体光増幅器

強化された半導体光増幅器

強化型半導体光増幅器は、半導体光増幅器（SOA光増幅器（）は、半導体を用いて増幅媒体を提供する増幅器です。構造はファブリ・ペロ型レーザーダイオードに似ていますが、通常、端面には反射防止膜がコーティングされています。最新の設計では、反射防止膜に加えて傾斜導波路と窓領域が採用されており、端面反射率を0.001%未満にまで低減できます。高性能な光増幅器は、長距離伝送中に信号損失が深刻化する恐れがあるため、（光）信号を増幅する際に特に有用です。光信号を直接増幅するため、従来の電気信号に変換する方法は不要になります。そのため、SOA伝送効率を大幅に向上させます。この技術は通常、WDMネットワークにおける電力分割と損失補償に使用されます。

アプリケーションシナリオ

光ファイバ通信システムにおいて、半導体光増幅器（SOA）は、通信システムの性能と伝送距離を向上させるために、様々な用途で用いられます。以下は、光ファイバ通信システムにおけるSOA増幅器の一般的な用途です。

プリアンプ：SOA光増幅器100キロメートルを超える光ファイバを用いた長距離通信システムにおいて、光受信端の前置増幅器として利用することができ、長距離光ファイバ通信システムにおける信号出力の強度を増強・増幅することで、小信号出力の弱さに起因する伝送距離不足を補うことができます。さらに、SOAは光ファイバ通信システムにおける光ネットワーク信号再生技術の実現にも活用できます。

全光信号再生：光ネットワークでは、伝送距離が長くなるにつれて、減衰、分散、ノイズ、時間ジッタ、クロストークなどの影響で光信号が劣化します。そのため、長距離伝送では、伝送情報の精度を確保するために、劣化した光信号を補償する必要があります。全光信号再生とは、再増幅、再整形、再タイミングを指します。さらに、半導体光増幅器、EDFA、ラマン増幅器（RFA）などの光増幅器によって増幅を行うことができます。

光ファイバセンシングシステムでは、半導体光増幅器（SOAアンプ）は光信号を増幅するために使用でき、センサーの感度と精度を向上させます。以下は、光ファイバーセンシングシステムにおけるSOAの一般的な用途です。

光ファイバによる歪み測定：歪みを測定する対象物に光ファイバを固定します。対象物が歪みを受けると、歪みの変化によって光ファイバの長さがわずかに変化し、PDセンサーへの光信号の波長またはタイミングが変化します。SOAアンプは、光信号を増幅・処理することで、より高いセンシング性能を実現します。

光ファイバ圧力測定：光ファイバと感圧材料を組み合わせることで、物体に圧力が加わると光ファイバ内の光損失が変化します。SOAはこの微弱な光信号を増幅することで、高感度な圧力測定を実現します。

半導体光増幅器（SOA）は、光ファイバ通信および光ファイバセンシング分野における重要なデバイスです。光信号を増幅・処理することで、システム性能とセンシング感度を向上させます。これらのアプリケーションは、高速で安定性と信頼性の高い光ファイバ通信、そして高精度かつ効率的な光ファイバセンシングの実現に不可欠です。