SOA光脉冲调制模块简介

一．SOA光脉冲调制模块简介

SOA（半导体光放大器）光脉冲调制模块使用半导体光放大器（SOA作为调制器时也称为SOM）作为核心器件，利用半导体光放大器SOA的高速调制特性，通过SMA接口接入的外部触发的窄脉冲调制电信号，或使用内部触发模式通过内部驱动威廉希尔官方网站 对SOA进行脉冲调制，进而输出光脉冲。

SOA光脉冲调制模块利用SOA的增益放大和高速调制特性，具有上升时间快，小尺寸，高消光比，使用方便，支持光信号放大等特点，使其成为各种光纤传感中替代传统电光和声光调制的理想选择，广泛应用于光纤传感、量子通信、半导体测试、微波光子等领域。

图1 SOA脉冲驱动模块功能框图

图2 SOA脉冲驱动模块

二．SOA光脉冲调制模块特性

SOA（半导体光放大器）光脉冲调制模块具有以下特性：

1.高消光比：消光比是指光脉冲开启状态与关闭状态下的光功率比，采用见合八方的SOA，常规型号消光比大于50dB；对支持反向偏置的驱动模块，消光比可达60-70dB；配合光路的窄带滤波器可进一步提高消光比到70~80dB。在高灵敏度的光感知系统通常需要高消光比的调制器，如高灵敏度的分布式光纤传感或高灵敏度的光纤陀螺中。

2.脉冲宽度可调：脉冲宽度可调，范围通常在1纳秒到几百纳秒。

图3 脉冲示意图（1ns,5ns,100ns, 1000ns）

3.窄脉冲：SOA具有高速调制特性，部分厂家的型号最小可支持1ns。

4.高增益：与其它调制器相比，SOA模块还可以支持信号放大，增益通常在20 dB至40 dB之间，如在一些短距光纤传感应用中，可省去后面的EDFA，进一步缩小体积并降低成本。

5.紧凑封装：与传统的声光或电光体制器相比，SOA脉冲调制模块可制作的更小巧，进一步的，SOA还可与半导体激光器进一步集成，见合八方已推出半导体MOPA激光器，在一个蝶形器件里集成了窄线宽激光器、SOA、隔离器及分光器等多个器件，进一步缩小整个光学系统的体积、尺寸和重量。

6.触发方式可选：支持内部或外部触发，方便与各种系统兼容。

三．SOA光脉冲调制模块性能指标

光学性能：

1.工作波长：常规型号为C波段（约1530-1565 nm）或L波段，有时也包括其他波长如1060nm，1310 nm和1650 nm等。目前见合八方可提供1060，1270，1310，1490，1550，1625，1650等波长全系列SOA，可根据用户光学系统需要选择。

2.关断消光比：常规型号>50dB，高消光比型号>60或70dB。

3.输出峰值光功率：根据需要能够提供超过10mW~200mW（10dBm~23dBm）的输出峰值功率。

电学性能：

4.脉冲宽度：不同厂家脉冲宽度设置不同，通常可支持1ns~1000ns的脉冲宽度。

5.重复频率：通常在100Hz~1000kHz之间。

图4 重频1kHz

6.供电要求：通常为5V或3.3V供电。

7.通信接口：通常为RS232。

8.外部触发接口：通常为SMA接口。

四．SOA光脉冲调制模块应用场景

1.光纤传感系统：包括DVS/DAS/OTDR/BOTDR/OFDR等光纤传感系统。

分布式光纤传感：在分布式光纤传感（DVS/DAS）系统中，传统方案使用AOM声光调制器产生光脉冲，近期人们开始使用SOA脉冲调制模块替代声光调制器，其体积缩小和成本大幅降低，并具有高消光比的优势（消光比可达50~80dB），同时，对一些短距离应用，还可省去后端的EDFA，进一步提高了集成度并降低了成本。业内有厂家还进一步采用全半导体的方案，将窄线宽激光器NLL与SOA调制部分，集成到一个蝶形器件中，组成半导体MOPA激光器，进一步提高了集成度，降低了成本。

光时域反射（OTDR）：在OTDR系统中，SOA可以用于放大反射信号或产生光脉冲，以便更准确地检测光纤的缺陷和损伤。

图5 使用SOA作为斩波器和放大器搭建分布式光纤传感系统

（SOA：半导体光放大器 RSOA：增益芯片 PD：光电探测器 ECL：外腔激光器 AOM：声光调制器 Circulator：环形器）

2.激光雷达LiDAR：

在LiDAR系统中，SOA脉冲调制模块用于产生高功率的光脉冲，用于距离测量、环境监测等。SOA可替代传统AOM，产生高消光比高功率的光脉冲，见合八方的SOA的脉冲宽度可低至1ns，消光比可高达50-80dB，光功率最高可>23dBm。

（a）传统AOM调制方案 (b) SOA脉冲调制方案

图6测风激光雷达内部光路框图

（SOA：半导体光放大器 MOPA：主震荡激光器 BPD：平衡探测器 OC：光耦合器 AOM：声光调制器 EDFA：掺铒光纤放大器 EYDFA：掺铒镱光纤放大器NLL：窄线宽激光器）

3.量子通信：

量子密钥分发（QKD）：SOA光脉冲调制模块在QKD系统中用于产生和放大光脉冲，以实现安全的密钥分发。

4.半导体测试：

高速信号生成与检测：在半导体芯片的测试中，SOA脉冲调制模块用于产生高速光脉冲信号，以测试芯片的性能。

SOA光脉冲调制模块因其优异的性能，在上述领域扮演着重要角色，并且随着技术的发展，其应用范围还在不断扩大。

公司介绍

天津见合八方（http://tj.jhbf.cc），是专业的国产SOA供应商。目前公司可对外提供1060nm, 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1550nm, 1625nm, 1650nm等系列SOA和Gain Chip产品，同时可提供SOA订制流片服务以及混合集成封装服务。公司建立了万级超净间实验室，拥有较为全面的光芯片的生产加工、测试和封装设备，具有光电芯片集成微封装能力。目前公司正在进行高功率SOA、NLL+SOA的混合集成MOPA激光器、基于SOA的光子集成芯片的研发工作。