半导体光学放大器(SOA/BOA)是一种把半导体激光器结构作为放大装置使用的器件，设计上和法布里-珀罗激光二极管相似，区别是法布里-珀罗激光二极管在半导体芯片的两端都有反射膜，两个表面反射的光反馈构成了一个能产生受激发光的腔体，半导体光学放大器在半导体芯片两端都镀有增透膜(AR)，增透膜限制了光到芯片里的反馈，这样激光就不会产生。
因为具有能带结构所以其增益带宽比采用光纤放大器宽，另外通过改变所使用的半导体材料的组成可使波长使用范围超过100nm，这是半导体光学放大器的一个突出特点。
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• 结构简单、体积小，便于与其他光器件集成
• 利用半导体激光器技术，制作工艺成熟，成本低、寿命长、功耗小
• 工作波段可覆盖1.3～1.6μm波段，这是EDFA或PDFA所无法实现的
• 典型应用：嵌入式放大器、探测器预放、快速光学开关(~1纳秒的开关速度)、波长变换器、助推激光发射器、补偿传送MUX/DeMUX插入损耗、光学快门
半导体光学放大器的原理与掺稀土光纤放大器相似但也有不同，其放大特性主要取决于有源层的介质特性和激光腔的特性。它虽也是粒子数反转放大发光，但发光的媒介是非平衡载流子即电子空穴对，而非稀有元素。通过适当的选择半导体材料，就可使发射或吸收波长处于光通信所需要的范围(如1300nm或1550nm)内的带隙。相比光纤放大器，半导体光学放大器最大弱点是与光纤耦合损耗大，噪声及串扰较大，易受环境温度影响。
BOA和SOA是单程行波放大器，对单色和多波长信号的性能都很好。SOA是一种偏振不敏感的光学放大器，它能够放大所有偏振态，是理想的嵌入式放大器，如果输入光的偏振态未知或者有波动那使用SOA。BOA由高效的InP/InGaAsP多量子阱(MQW)层结构组成，放大器的输入输出和芯片上的脊形波导相耦合，BOA只放大一种偏振态，最适合已知输入光的偏振态的应用，BOA的增益、噪声、频宽和饱和功率规格优于SOA。
和所有的典型放大器一样，SOA/BOA在两个区域内工作：一个线性、平坦、恒定增益的区域和一个非线性、饱和输出的区域。当用于放大调制的信号时，线性区域通常被用于消除图形有关的失真，多通道串扰和EDFA所共有的瞬态响应问题。非线性区域可以利用半导体增益介质高度非线性的优点(交叉增益调制、交叉相位调制)，进行波长转换、光学3R重建、激光头识别和其他高速光学信号处理功能。
对于连续输入信号，放大器在线性区域内可产生的最大功率用Ppeak表示。放大器产生的功率大小由饱和输出功率Psat决定。注意，在下图中，Ppeak为线性区域内的最大输出功率，Psat为非线性区域内的饱和输出功率。Psat被定义为小信号增益被压缩3dB时的输出功率。可以推出，最大连续功率大约比饱和功率高3dB。
SOA Linear verse Non-linear Regimes
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Min |
Typical |
Max |
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Operating Current |
IOP |
- |
500 mA |
600 mA |
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Operating Wavelength Range |
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1528 nm |
- |
1562 nm |
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Center Wavelength |
λC |
- |
1550 nm |
- |
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Saturation Output Power (@ -3 dB) |
PSAT |
6 dBm* |
9 dBm* |
- |
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Small Signal Gain (Over C-Band @ Pin = -20 dBm) |
G |
15 dB |
20 dB |
- |
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Gain Flatness (Over C-Band @ Pin = -20 dBm) |
ΔG |
- |
- |
- |
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Gain Ripple (p-p) @ IOP, λC |
δG |
- |
0.2 dB |
0.5 dB |
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Polarization Dependent Gain |
PDG |
- |
1 dB |
2.5 dB |
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Noise Figure |
NF |
- |
10 dB |
11.5 dB |
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Forward Voltage |
VF |
- |
1.4 V |
2.0 V |
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Chip Length |
- |
- |
1.0 mm |
- |
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Waveguide Refractive Index |
- |
- |
3.2 |
- |
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TEC Operation (Typical/Max @ TCASE = 25/70 °C) |
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TEC Current |
ITEC |
- |
0.4 V |
4.0 V |
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TEC Voltage |
VTEC |
- |
10 kΩ |
- |
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Thermistor Resistance |
RTH |
- |
0.2 A |
1.5 A |
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Connector |
FC/APC |
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（*饱和输出功率与波长λ有关）
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