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SAS3008CO-1-DB/500020657
SAS3008CO-1-DB
500020657
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半导体光放大器
半导体光放大器
半导体光放大器(semiconductor optical amplifier)简称:SOA导体光放大器的原理与掺稀土光纤放大器相似但也有不同, 其放大特性主要取决于有源层的介质特性和激光腔的特性。它虽也是粒子数反转放大发光但发光的媒介是非平衡载流子即电子空穴对而非稀有元素。半导体的发光可根据激发方式的不同分为光致发光、电致发光和阴极发光等。介绍
早在半导体激光器出现时,就开始了对SOA的研究,但由于初期的半导体材料激光放大器偏振灵敏度较高,使得SOA一度沉寂。但近几年来应变量子阱材料的研制成功,克服了偏振敏感的缺点,性能也有许多改进。半导体光放大器的增益可以达到30dB以上,而且在1310nm窗口和1550nm窗口上都能使用。如能使其增益在相应使用波长范围保持平坦,那么它不仅可以作为光放大的一种有益的选择方案,还可促成l310nm窗口WDM系统的实现。
分类
SOA有两种:一种是将通常的半导体激光器当作光放大器使用,称作F—P半导体激光放大器(FPA);另一种是在F—P激光器的两个端面上涂有抗反射膜,消除两端的反射,以获得宽频带、高输出、低噪声。
优点
SOA的优点是:结构简单、体积小,可充分利用现有的半导体激光器技术,制作工艺成熟,成本低、寿命长、功耗小,且便于与其他光器件进行集成。另外,其工作波段可覆盖l.3~1.6/μm波段,这是EDFA或PDFA所无法实现的。但最大的弱点是与光纤的耦合损耗太大,噪声及串扰较大且易受环境温度影响,因此稳定性较差。SOA除了可用于光放大外,还可以作为光开关和波长变换器。
结构
半导体光放大器是一种把发光器件一一半导体激光器结构作为放大装置使用的器件因为具有能带结构所以其增益带宽比采用光纤放大器的宽。另外通过改变所使用的半导体材料的组成可以使波长使用范围超过100nm,这是半导体光放大器的一个突出特点。半导体光放大器由有源区和无源区构成,如图1所示,有源区为增益区,使用Inp这样的半导体材料制作,与半导体激光器的主要不同之处是SOA带抗反射涂层,以防止放大器端面的反射,排除共振器功效。抗反射涂层就是在端面设置单层或多层介质层。以平面波人射单层介质层时,抗反射膜的条件相对于厚度为
1/4波长。实际的放大器,传输光是数微米的点光,可以研究假想波导模严格的无反射条件。去除端面反射影响的另一种方法,也可以采用使端面倾斜的方法和窗结构。把光放大器作为光通信中继放大器使用,入射光的偏振方向是无规则的,最好是偏振波依赖性小的放大器。为了消除这种偏振波依赖性,可以引人运用窄条结构使激活波导光路近似正方形断面形状的方法和施加抗张应力,以增大TM波增益的应变量子阱结构。目前,实现偏振无关半导体光放大器的方法有很多种,如张应变量子阱结构、应变补偿结构、同时采用张应变量子阱和压应变量子阱的混合应变量子阱结构等。为采用脊型波导结构的应变量子阱光放大器基本结
构图。有源区4C3T采用混合应变量子阱结构,即4个压应变量子阱,3个张应变量子阱,压应变和张应变量子阱之间用与Ipn晶格匹配的宽的IaGaAsP垒层隔开上下波导层分别为波长1.15um的IaGaAsP匹配材料包层为p型Inp,接触层为重P型掺杂IaGaAsP材料,材料的外延法生长过程中,n型掺杂源为硅烷,p型掺杂源为二甲基锌材料;生长完成后,采用标准的光刻、反应离子刻蚀、湿法腐蚀、蒸发、溅射等工艺制作脊型波导结构。原理
导体光放大器的原理与掺稀土光纤放大器相似但也有不同,其放大特性主要取决于有源层的介质特性和激光腔的特性。它虽也是粒子数反转放大发光但发光的媒介是非平衡载流子即电子空穴对而非稀有元素。半导体的发光可根据激发方式的不同分为光致发光、电致发光和阴极发光等。光致发光是指用半导体的光吸收作用来产生非平衡载流子,实际上是一种光向另一种光转换的过程。电致发光是指用电学方法将非平衡载流子直接注人到半导体中而产生发光,这常借助于PN结来完成。在半导体中电子的能级限制在导带和价带两个带内,在导带中电子充当移动载流子,在价带中空穴充当载流子。半导体在外界激发下,可将价带中的电子激发到导带中,同时在价带中留下空穴,所产生的电子和空穴分别跃迁到导带底和价带顶,这一过程只与晶格交换能量而不产生光发射,称为无辐射跃迁,与此同时,导带底的电子还要跃迁到价带顶与空穴复合,并同时发射光子,二者形成动态平衡,与热平衡状态下的情况不同,这时的电子和空穴为非平衡载流子,载流子的分布不再是费米统计分布。
半导体在外界激励下会产生非平衡载流子,半导体在泵浦光激励下怎样产生光放大为了尽可能简单,假设半导体在0K,费米能级在禁带的中间位置,因此在Ep以下的每个有效能级上被电子充满,则半导体将吸收子。如果半导体未受光泵浦激励,则半导体将吸收光子,其实半导体的两个能带所扮演的角色类似于EDFA中的能带E1和E2所起的作用,只是它的能带比EDFA的能带更宽。一个带3隙Ex把处在下面的导带和上面的价带分开,这样,从一个能带转移到另一个能带内所发生的能量改变至少是Eg,因此,若hv>E则半导体吸收光子,当吸收了泵浦光子后就会在导带中产生电子,而在价带中留下空穴,然后电子和空穴都迅速向能带的最底点弛豫,并通过发射一个能量为禁带宽度能量的光子复合。如果泵浦源的强度越来越大,电子将会趋向于累积在导带的底部,空穴趋向于累积在价带的顶部,直到电子空穴对的产生和复合达到动态平衡为止。如果假设带内驰豫过程比带间复合速率快得多,那么可以利用准费米能级Epn和Epp来描述电子空穴的数目。于是导带底和Epn之间的每个态都被添满,而价带顶和之间的所有态都是空的,从而实现光放大。通过适当的选择半导体材料,就可获得能使发射或吸收波长处于光通信所需要的范围(如1300nm或1550nm)内的带隙。 -
光纤以太网交换机
用户可以选择全光端口配置或光电端口混合配置,接入光纤媒质可选单模光纤或多模光纤。该交换机可同时支持网络远程管理和本地管理以实现对端口工作状态的监控和交换机的设置。
光纤端口特别适合于信息点接入距离超出五类线接入距离、需要抗电磁干扰以及需要通信保密等场合适用的领域包括:住宅小区FTTH宽带接入网络;企业高速光纤局域网;高可靠工业集散控制系统(DCS);光纤数字视频监控网络;医院高速光纤局域网;校园网络。产品性能
无阻塞存储-转发交换模式,具有5.2Gbps的交换能力,所有端口可同时全线速工作在全双工状态
支持6K 个MAC地址,具备自动的MAC地址学习、更新功能
支持端口聚合,提供7组聚合宽带干路
支持优先级队列,提供服务质量保证
支持802.1d生成树协议/快速生成树协议
支持802.1x基于端口接入认证
支持IEEE802.3x全双工流量控制/半双工背压式流量控制
支持基于标记的VLAN/基于端口的VLAN/基于协议的VLAN,可提供255 个VLAN组,多达4K个VLAN
支持基于端口的网络接入控制
具有端口隔离功能
支持端口与MAC地址绑定,MAC地址过滤
具有包头阻塞(HOL)预防机制,最大限度地减少包丢失
具有SNIFF 网络监听功能
支持端口镜像
具有端口带宽控制功能
支持IGMP侦听组播控制
支持广播风暴控制
网络管理:
远程集中网管:支持SNMP,基于Web的管理,Telnet;基于指定端口或802.1Q VLAN,以增加安全性。
本地独立网管:通过标准的RS-232接口实现
网络标准和协议:
IEEE:
802.3, 802.3u, 802.1d, 802.1p, 802.1q, 802.1v, 802.3ad, 802.3x, 802.1x
IEFT:
RFC1157 SNMP, RFC 1112/2236 IGMP, RFC854 Telnet, RFC 1123/1493/1643 MIB
光纤端口工作波长及传输距离:
单纤单模,双波长1550nm/1310nm,20/40km
双纤单模,单波长1310nm或1550nm,20/40/60km
双纤多模,单波长1310nm,2km
电源:
交流176-264V/1.2A,50/60Hz
直流18-36V/2A
直流36-72V/1.5A
功率消耗:35W
物理和环境参数:
标准19英寸机架的安装宽度,1U高
重量4公斤
工作温度:0℃—50℃
储藏温度:-25℃—55℃度
相对湿度:5%—95%无凝结 -
Maxim发布业界首款适用于移动设备的PPG和ECG生物传感器模块
MAX86150提供高精度、PPG和ECG同步监测功能
中国,北京—2019年1月10日—现在,设计者可以通过更简单的方法在移动式、电池供电健康监测应用中实现光电容积图(PPG)和心电图(ECG)测量。Maxim Integrated Products, Inc (NASDAQ: MXIM) 宣布推出最新生物传感器模块MAX86150,由LED、光电探测器和ECG模拟前端 (AFE) 组成,是业界首款可为紧凑、节能设计提供高精度、FDA认证的PPG和ECG产品,广泛用于移动电话、笔记本电脑、平板电脑和智能扬声器。
一直以来,实现PPG和ECG同步测量都面临很大挑战,因为设计者必须使用两个独立的生物传感器,而两者占用的电路板空间和功耗往往超出了移动设备所能承受的范围。此外,实现高精度测量也极具挑战,尤其是当血流较慢或皮肤干燥时,传感器的灵敏度可能受到影响。MAX86150成功克服了这些挑战,能够同时采集PPG和ECG,并且提供最高灵敏度的脉搏传导时间。为降低电池耗电,该模块支持软件关断,待机电流接近零,并允许电源电压保持有效状态。MAX86150光模块采用3.3mm x 6.6mm x 1.3mm、22引脚封装。
主要优势
· 高精度:作为噪声抑制能力的重要指标,该模块的共模抑制比 (CMRR) 为136dB,高于当前市场同类产品。其100mA、高动态范围LED驱动器能够在各种皮肤类型下实现更高的灵敏度。此外,ECG传感器的接触阻抗非常低,即使对干性皮肤也能实现更高精度的测量。
· 长电池寿命:0.7μA(典型值)超低关断电流,最大程度降低电池耗流。功耗低于最接近的竞争器件,进一步延长电池寿命。
· 易于部署:模块采用干电极操作方式,无需在身体的其他部位使用凝胶、液体、黏性或湿电极垫,即可获取高精度读数。
· 小尺寸:在与独立式ECG传感器相同的尺寸下,将ECG传感器和光学PPG传感器集成在一起,节省空间从而提供更多功能,且无需第三个电极(竞争方案则需要)。
评价
· “2017年,在家庭健康监测系统的辅助下,医院就诊次数降低了35%。用户只需动动指尖就能访问综合有氧健康监测平台,密切关注自身健康状况。”– Global Industry Analysts, Inc。
· “MAX86150的推出是Maxim的又一项重要技术突破,公司继续推动实现健康世界之愿景。消费者可利用小尺寸、低功耗设备实现高精度心率测量,从而更加积极主动地关注自身健康状况。” Maxim Integrated工业及医疗健康事业部执行业务经理Mohammad Zarghami表示。
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Maxim发布最新buck转换器及控制器,为汽车高压供电提供最小尺寸、最高效率方案Maxim Integrated Products, Inc. (NASDAQ: MXIM) 发布最新电源管理IC,提供业界最小尺寸和最高效率方案,应对下一代汽车应用的空间和电源设计挑战。随着数字仪表盘、无线音响系统和汽车子系统要求更高的计算能力,这些最新推出的大功率buck转换器和多相buck控制器可助力设计者兼顾低功耗、高效率和低EMI设计。汽车电子系统正在变得越来越复杂,需要使用更多的电子元件,并通过更高功率的微处理器实现控制和监测功能。分析公司IHS Markit的数据显示,到2026年,在汽车中采用更高功率的仪表盘、USB集线器、高级辅助驾驶系统 (ADAS)、信息娱乐和导航系统将推动电源管理IC实现10%的年增长率。在这一增长趋势下,汽车需要在苛刻的、空间受限工作环境中同时满足功耗管理、效率、EMI和方案尺寸的需求,这给设计者带来了诸多挑战。为了确保设计者实现目标,Maxim特别推出一系列汽车级IC,为管理直流电源提供多种选项,帮助汽车OEM完成从20瓦处理器平台向500瓦人工智能平台的过渡。Maxim最新的buck转换器提供业界最小的方案尺寸,封装大小仅为3.5mm x 3.75mm。器件采用倒装四方无引出脚扁平 (FCQFN) 封装,避免高频开关节点振铃,且不使用键合接线,从而降低了MOSFET开关的导通电阻,同时提高效率。Maxim最新面向高压功率应用的汽车电源管理IC包括:·MAX20004 MAX20006 和 MAX20008 4A、6A 及 8A 高压 (40V容限) 同步buck转换器集成高边和低边MOSFET,提供行业最低开关电阻,分别为38mΩ和18mΩ,从而实现高效率。这些引脚相互兼容的系列产品提供25?A静态电流、3.5V至36V宽压输入范围以及93%峰值效率等优势。所有器件均采用3.5mm x 3.75mm、17引脚侧面防潮QFN封装,减少了高频开关节点、同时提高效率。·MAX20098 220kHz至2.2MHz同步整流buck控制器为中等至高功率应用提供3.5V至36V (42V容限)工作电压。为了提高效率,该器件在3.3V输出、1?A典型关断电流规格的跳脉冲模式下,静态电流仅为3.5?A。该器件采用3mm x 3mm侧边防潮QFN封装,可有效减小方案尺寸,同时该IC仅需极少的外部元件即可实现双层PCB设计。·MAX20034 220kHz至2.2MHz双路同步整流buck控制器为高压应用提供3.5V至36V (42V容限)输入电压范围,其中一路调节器输出固定5V或3.3V,另一路输出可在1V至10V之间调节。器件的主要功率优势包括跳脉冲模式下静态电流仅17?A,典型关断电流仅为6.5?A。该器件采用5mm x 5mm侧边防潮QFN封装,可工作在高达2.2MHz开关频率,支持更小的外部元件和总方案尺寸。评价· “到2023年,汽车功率器件的市场规模预计增长到137亿美元以上。” IHS Markit 电源IC资深分析师Kevin Anderson表示,“其中一个高速增长的领域是数字驾驶舱,工程师正致力于在有限的空间和功耗预算内引入新功能、新特性以及更强大的系统。”· “今天的汽车,就像一台可以行驶的强大计算机,配备数字仪表盘、无线音响系统及相关子系统,对计算能力的要求也越来越高。”Maxim Integrated汽车事业部执行业务经理Chintan Parikh表示,“电源供电设计必须在低功耗、高效率和低EMI之间进行谨慎的权衡,以应对这些高压应用所带来的设计挑战。大功率buck转换器和多相buck控制器在实现上述技术中发挥着至关重要的作用。”
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品牌:ASPEED
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意法半导体STM8L001紧凑型微控制器降低功耗、成本和封装面积
LPS22HH的5厘米压力噪声当量可使无人机或其它无人车辆增强防撞等控制功能,卓越的精确度还能加强智能手机和运动手表的功能,例如,室内导航。
此外,LPS22HH的内部温度补偿功能还能够减轻主微控制器或应用处理器的处理负荷,从而节省电能,并确保传感器在整个工作温度范围内平顺工作。LPS22HH在各种工作条件下的高稳定性表现还可提高目标应用的性能,例如,燃气表、气象站设备和穿戴产品。
LPS22HH运用了意法半导体在MEMS结构和ASIC控制方面的最新技术进步,从而使性能得到了提升,同时采取意法半导体经过市场考验的全塑微孔封装技术,防止粉尘污染感测单元,保证其出色的可靠性。
节能特性包括0.9μA关闭模式和1Hz时仅消耗4μA电流的低功耗模式(包括温度补偿),最大限度地延长电池续航时间。I2C、SPI和MIPI I3CSM 双线传感器总线接口提供灵活的数字信号连接功能,128位的大容量FIFO缓存存储传感器数据,将主机干预降至最低。
LPS22HH现已投入生产,采用2mm x 2mm x 0.3mm 10引脚HLGA封装。