Abstract
This paper analyzes and accesses the gain of optically pumped surface-normal MQW optical amplifiers. The proposed amplifiers have the advantage of polarization independence, high coupling efficiency to and from optical fibers, and flexibility of operating wavelength. We analyzed the gain characteristics of 100 - 200-period MQWs and verified the dependence of a strained lattice and selective doping. Theoretical analysis of such MQWs showsa single-pass gain of 3 dB with broad operation bandwidth. A single-pass gain of 2.6 dB is obtained experimentally in an InGaAs/InGaAlAs MQW amplifier, which is compared with calculations. The use of Fabry-Perot interferometer (FPI) structure in an optical amplifier is a useful way to increase the gain, but causes a problem of narrow operation bandwidth when the single-pass gain is low. Therefore, a single-pass gain above 2to 3 dB is a prerequisite to achieve both a high gain and moderate operation bandwidth in FPI-structured opticalamplifiers. We have designed an FPI-structured surface-normal optical amplifier both with a high gain of broad operation bandwidth of 4.6mm, when a single-pass gain is 3 dB.
광여기 MQW(Multiple Quantum Well)면형 광증폭기에 대한 이득해석과 더불어 제작 및 측정을 수행하였다. 제안된 광증폭기는 편광무의존성, 광섬유와의 높은 결합효율, 그리고 동작파장의 자유도가 높다는 등의 장점을 자니고 있다. 본 논문에서는 100내지 200주기 MQW의 이득특성을 격자왜곡과 선택도핑의 효과를 고려해 해석하였다. 그 결과, 3㏈정도의 단일경로이득과 넓은 동작파장특성을 나타내었으며 이 해석 결과는 우리들이 행한 실험결과와 거의 일치하였다. 면형 광증폭기의 단일경로이득이 낮으면 FPI(Fabry-Perot Interferometer)구조로 증폭률을 높이는데는 협대역성의 문제가 발생하나,2-3㏈이상의 적정한 단일경로이득을 가질 경우, FPI 구조로 고이득과 적정한 동작파장특성을 가지게 할 수 있다. 예를 들면 단일경로이득이 3㏈인 MQW를 FPI 구조로 할 경우, 최대이득 10.1㏈, 동작파장대역이 4.6nm의 특성을 가지도록 할 수 있음을 보였다.
