研究目的
研究C波段不同类型半导体光放大器（SOA）的增益、光功率及放大自发辐射（ASE）噪声特性，并评估其在多波长光纤激光器应用中的性能表现。
研究成果
线性SOA展现出最理想且稳定的特性，包括最优的总增益、最佳的抛物线形ASE输出功率以及随偏置电流变化的稳定准线性增益区，相比非线性和同轴SOA（后者表现出更高的波动和更低的稳定性），它更适合多波长光纤激光器应用。
研究不足
该研究依赖仿真模型（OptiSystem和MATLAB），可能未考虑实际损耗与现实环境中的变量；非线性及在线SOA呈现不稳定与波动特性，限制了其实际适用性；模型基于特定类型SOA构建，未必能推广至所有SOA。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于仿真的方法，使用OptiSystem软件配置和建模半导体光放大器（SOA），并利用MATLAB基于微分方程进行数值稳态建模，以分析载流子密度和光子速率。
2：样本选择与数据来源：
模拟了三种类型的SOA：线性SOA1013S、非线性SOA1117S（均来自Thorlabs）以及在线IPSAD1503（来自Inphenix），参数根据其规格说明书设置。
3：3S、非线性SOA1117S（均来自Thorlabs）以及在线IPSAD1503（来自Inphenix），参数根据其规格说明书设置。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：软件工具包括OptiSystem和MATLAB；虚拟仪器包括双端口WDM分析仪、光功率计和光谱分析仪（OSA）。
4：实验步骤与操作流程：
在OptiSystem中构建配置，将连续波激光器连接到SOA输入端，第二个输入端设置为光零点，并通过可视化工具进行测量；使用MATLAB求解增益和噪声特性的数值模型。
5：数据分析方法：
通过图形绘制和比较增益、输出功率、ASE噪声和噪声系数随输入功率、偏置电流和波长的变化来分析数据。
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SOA1013S
SOA1013S
Thorlabs
Used as a linear semiconductor optical amplifier in simulations to model gain, optical power, and ASE noise characteristics.
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SOA1117S
SOA1117S
Thorlabs
Used as a nonlinear semiconductor optical amplifier in simulations to model gain, optical power, and ASE noise characteristics.
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IPSAD1503
IPSAD1503
Inphenix
Used as an in-line semiconductor optical amplifier in simulations to model gain, optical power, and ASE noise characteristics.
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OptiSystem
Software used for configuring and simulating the SOA characteristics, including setup with continuous wave laser and visualizers.
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MATLAB
MathWorks
Software used for numerical steady-state modeling to solve differential equations for carrier density and photon rates in SOAs.
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Dual Port WDM Analyzer
Virtual instrument in OptiSystem used to measure gain values and other optical parameters.
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Optical Power Meter
Virtual instrument in OptiSystem used to measure optical power.
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Optical Spectrum Analyzer
OSA
Virtual instrument in OptiSystem used to measure noise bins spectrum and other spectral characteristics.
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