半导体光放大器应具有适合应用的最高增益。还需要宽光带宽，以便SOA可以放大宽范围的信号波长。增益饱和效应会给输出带来不希望的失真，因此理想的SOA应具有非常高的饱和输出功率，以实现良好的线性度，并以最小的失真最大化其动态范围。理想的SOA还应该具有非常低的噪声系数（物理极限为3dB），以最小化输出端的放大自发发射（ASE）功率。最后，理想的SOA应具有非常低的极化灵敏度，以最小化横向电（TE）和横向磁（TM）极化状态之间的增益差。然而，理想的SOA是不可能实现的，因为其中发生的各种过程的物理限制。 无花果。2- SOA 相互关联的参数。
SOA参数是密切相关的，为了实现一个参数的最佳值，应该妥协其他规范和/或控制频谱工作区域，如图2所示。
SOA 的类型
根据 SOA 在客户系统中扮演的角色，它们可以分为四类：串联、助推器;切换 SOA 和前置放大器;
直插：更高的增益，中等的 Psat;较低的NF和较低的PDG，通常与极化无关的SOA;
增强器：较高的Psat，较低的增益，通常取决于极化;
开关：更高的消光比和更快的上升/下降时间;
前置放大器：适用于更长的传输距离、更低的 NF 和更高的增益。
此外，PDG 可以确定 SOA 的极性。例如，如果PDG小于1.5dB，则SOA与极性无关（P-I），如果PDG高达10 dB，则SOA与极性相关（P-D）。
SOA 的应用
传统应用
放大是SOA在光通信系统中的基本原理应用。SOAsarea高度通用的组件，可用于电信中的各种放大和路由功能。商业化的SOA现已在市场上广泛使用，并正迅速成为一种经济高效的解决方案，用于核心、城域和最终接入应用的先进光学系统中的光放大。SOA可用于任何光通信网络，通过作为升压放大器（后置放大器）、直列放大器在链路中的各个点重新生成信号。 电信
SOA 被各行各业广泛使用。最重要的行业之一是电信，它们在路由和交换方面受到重视。此外，SOA还用于增强或放大长距离光纤通信的信号输出。在此应用中，电信公司使用从总部到数据中心的光纤线路。这些传输线可能超过10公里或更远，需要使用SOA来增强/放大来自通常光源的信号。 无花果。光子载流子中的3-SOA（上）可用于光子集成电路（PIC）（左下）。
3. 功能应用
SOA还可用于执行在未来光学透明网络中有用的功能。这些全光功能可以帮助克服所谓的“电子瓶颈”，这是目前部署高速光通信网络（例如光波长转换器）的主要限制因素。SOA 函数应用程序总是基于 SOA 非线性的。这些非线性主要是由放大器输入信号引起的载波密度变化引起的。SOA中常用的四种主要非线性类型是交叉增益调制（XGM）、交叉相位调制（XPM）、自相位调制（SPM）和四波混频（FWM）。
SOA在电信中的扩展作用是它们在波分复用-无源光网络（WDM-PON）中的使用。电缆公司利用从家庭办公室到接收数据的客户的光纤线路，通常具有节点或分发中心来协助交换和路由数据。此设置允许将数据有效地分发给大型客户群。SOA 是 WDM-PON 的早期应用，但将来可能会有所增长。
SOA 还有其他一些有吸引力的应用，例如强度和相位调制、用于光信号处理的 SOA 逻辑、用于光时分复用网络的 SOA 加/放复用器、可在高频 （> 10 GHz 轻松生成脉冲的 SOA 脉冲发生器、光接收器和 3R 发生器所需的 SOA 时钟恢复， SOA色散补偿器克服了色散对传输距离的限制，SOA检测器检测光信号。SOA也可用于选通光信号，即信号可以被SOA放大或吸收。SOA在低偏置电流下的阻断特性非常有用，因为它们支持通道路由功能，例如可重新配置的加/插复用器（ROADM），可以在通道隔离优于50 dB的情况下产生。
4. SOA的优势
SOA在带宽内提供的光增益与入射光信号的波长相对无关。
注入电流用作放大的泵浦信号，而不是光泵浦。
由于其紧凑的尺寸，SOA可以与单个平面衬底上的多个波导光子器件集成。
它们使用与二极管激光器相同的技术。
SOA 能够在 1300 nm 和 1550 nm 的通信光谱带下工作，带宽更宽（高达 100 nm）。
就可以制出行波半导体光放大器。使条状有源区与正常的解理面倾斜或在有源层端面和解理面之间插入透明窗口区，如图8.3.3所示。在图8.3.3b的输出透明窗口区，光束在到达半导体和空气界面前在该窗口区已发散，经界面反射的光束进一步发散，只有极小部分光耦合进薄的有源层。当与抗反射膜一起使用时，反射率可以小至10-4，从而使LD变为SOA。
