Studio per l'ottimizzazione di amplificatori ottici a semiconduttore (SOA)

Nei sistemi ottici di trasmissione dati un segnale che viaggia attraverso una fibra ottica si attenua e viene distorto. E' quindi necessario amplificare e rigenerare periodicamente il segnale stesso tramite dispositivi opportuni.
Due tipi di amplificatori ottici sono attualmente utilizzati nelle reti fotoniche: gli EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) e i SOA (Semiconductor Optical Amplifier).
La struttura dei SOA è del tutto simile a quella dei laser a semiconduttore, le cui faccette però sono trattate con strati di materiale antiriflettente in modo da impedire la retroazione. Essi rappresentano una valida alternativa agli EDFA in molte applicazioni e godono di proprietà lineari e non lineari che li rendono assai vantaggiosi.
La tesi è organizzata come segue: viene prima illustrato un panorama generale sullo stato attuale delle reti fotoniche e sull'utilizzo che avranno i SOA per l'amplificazione e l'elaborazione dei segnali. Di seguito sono descritte le caratteristiche fisiche, la struttura dei SOA e i parametri in base ai quali si può stabilire la loro qualità. Vengono successivamente mostrati i risultati sperimentali ottenuti durante la caratterizzazione di diversi SOA prodotti da Optospeed (OS), la metodologia della misura ed un ''software'', sviluppato nell'ambito della preparazione della tesi, che permette di rendere l'acquisizione dei dati altamente ripetibile e accurata. I parametri in base ai quali sono stati studiati gli amplificatori ottici sono: la corrente di alimentazione, la temperatura dell'ambiente circostante, la potenza, la lunghezza d'onda e la polarizzazione del segnale incidente.
I risultati ottenuti sono analizzati in modo da evidenziare le diversità che sorgono tra i diversi dispositivi, al variare dei parametri strutturali e le condizioni dell'ambiente circostante.
Viene posta particolare attenzione nell'analisi della reazione degli amplificatori alla polarizzazione dei segnali e sono discussi gli spettri di ASE (Amplified Spontaneous Emission) che mostrano quale può essere l'influenza dell'assemblaggio di un dispositivo sulla qualità finale del prodotto.
Infine viene illustrato uno studio volto alla progettazione di un nuovo amplificatore ottico a semiconduttori con struttura a pozzi quantici.
Esso rappresenta un primo passo di OS verso la realizzazione di un nuovo dispositivo con caratteristiche migliori delle attuali.