A model of nonlinear polarization rotation in a tensile-strained bulk SOA is presented. The model uses a wideband steady-state SOA model to determine the SOA carrier density and the polarization dependent gain. The carrier density distribution is used to determine the phase difference between the TE and TM components of an amplified CW probe signal in the presence of a counter-propagating pump. The active waveguide polarization dependent effective index difference is determined using the Marcatili method and the carrier induced refractive index changes are calculated using a detailed material band structure model. The SOA Mueller matrix, which is modeled as the product of an diattenuator and phase shifter, is used to predict the Stokes vector of the amplified signal. This allows a simple comparison with experiment as the Stokes vector can be easily measured using a polarization analyzer. The model is used to predict the polarization rotation of a probe signal induced by a counter-propagating pump. The model can be used to aid in the design of all-optical signal processing functions such as wavelength conversion and optical logic that use SOA polarization rotation effects

چکیده

مدلی از چرخش قطبش غیرخطی در تقویت کننده های نوری نیمه هادی حجیم تنش-کرنشی ارائه شده است. این مدل از مدل تقویت کننده های نوری نیمه هادی دارای باند عریض در حالت پایدار جهت تعیین تراکم حامل های تقویت کننده و بهره وابسته به قطبش استفاده می کند. توزیع تراکم حامل ها نیز به­خودی خود در تعیین اختلاف فاز میان مؤلفه های TE و TM سیگنال پروپ CW تقویت شده در حضور پمپ انتشار معکوس کاربرد دارد. قطبش موجبر فعال وابسته به تفاوت ضریب شکست مؤثر با استفاده از روش مارکاتیلی تعیین می شود، حامل های ناشی از تغییرات ضریب شکست نیز با استفاده از مدل دقیق ساختاری باند ماده محاسبه می شود. ماتریس مولر SOA که به­شکل ضرب یک تضعیف کننده دوگانه و یک شیفت دهنده فاز مدل می شود، جهت پیش بینی بردار استوکس سیگنال تقویت شده کاربرد دارد. این اجازه مقایسه ای ساده با نتایج آزمایشگاهی را می دهد چرا که بردار استوکس را می توان به سهولت با استفاده از آنالیزور قطبش اندازه گرفت. این مدل به منظور پیش بینی چرخش قطبش یک سیگنال پروپ در اثر پمپ انتشار معکوس استفاده می شود. همچنین مدل یاد شده را می توان در طراحی عملکردهای پردازش سیگنال تمام نوری همچون مبدل طول موج و قطعات منطقی نوری که از اثرات چرخش قطبش تقویت کننده نوری نیمه هادی استفاده می­کنند، به کار گرفت.

1-مقدمه

پیشرفت قابل ملاحظه ای در کاوش خواص غیرخطی نوری در تقویت کننده های نوری نیمه هادی (SOA ها) وجود داشته است. در میان خواص غیرخطی تقویت کننده های نوری نیمه هادی، تراکم حامل ها که منجر به خواص غیرخطی می شود، بیشترین توجهات را به خود معطوف داشته است، این تراکم به خودی خود منجر به چرخش قطبش غیرخطی (NPR) در تقویت کننده می شود...