Equivalente circuit and parameters extraction as function of the bias current of semiconductor optical amplifiers

Resumo: Apresenta-se a modelagem de um circuito elétrico equivalente e a extração de parâmetros de amplificadores ópticos a semicondutor (SOA), a partir de um modelo para lasers semicondutores. Foi realizado um estudo do comportamento da impedância de um SOA em chip, sem encapsulamento, em função da corrente de polarização e em ampla faixa de frequência . de 300 kHz a 40 GHz. A modelagem do circuito equivalente da montagem, a qual é cascateada com os modelos da região ativa do SOA, é apresentada para correntes abaixo e acima da operação em transparência. A metodologia utilizada para a extração dos parâmetros dos elementos parasitas que compõe o circuito é descrita; resultados obtidos através de simulações em programa comercial (Agilent ADS) são comparados com medidas experimentais obtidas em mesa óptica. São apresentados ainda resultados teóricos da impedância do SOA quando desconsiderada a presença dos elementos parasitas da montagem. A modelagem e extração dos parâmetros realizada para o chip foi repetida para SOAs encapsulados, também apresentando boa concordância entre teoria e experimento, reforçando a viabilidade da abordagem utilizadaAbstract: The equivalent electric circuits and its parameters.extraction of semiconductor optical amplifiers (SOA) are attained based on a diode-laser model. Additionally, the impedance behavior of a SOA-chip (without package) was measured as function of the bias current in wide frequency range, from 300 kHz to 40 GHz. In these procedures, the microwave setup used for the SOA current injection was also characterized and its equivalent circuit obtained. Next, a theoretical analysis is developed for this setup for currents below and above the transparency condition. A methodology for the parameters extraction of parasitic elements is also described, as well as the results obtained through simulations using the Agilent ADS software, compared with the experimental data. The optical bench used in the experiments is also described, and theoretical results illustrates the SOA impedance without parasitic elements. The equivalent circuits with parameters.extraction were also obtained for packaged SOAs, with good agreement between theory and experiment, conforming the employed methodolog