Das mittlere Infrarotband (2-12 μm) umfasst viele charakteristische Absorptionspeaks von Molekülen und wird als "Molekular-Fingerabdrucksbereich" bezeichnet. Es besitzt einen unverzichtbaren strategischen Wert in den Bereichen Umweltüberwachung, biomedizinische Diagnostik, Raumfahrtkommunikation und nationale Sicherheit. Halbleiter-Optische-Verstärker (SOA) sind als aktive Kernkomponenten in mittelinfraroten photonischen Systemen aufgrund ihrer kompakten Struktur, hohen elektrooptischen Umwandlungseffizienz, großen Verstärkungsbandbreite und starken Integrationsfähigkeit zu Schlüsseltechnologien für die Leistungsverstärkung von Mittel-Infrarotlichtquellen und Signalverarbeitung geworden. Dieser Artikel erläutert zunächst den Forschungsstand und die Entwicklung von Halbleiter-Optischen-Verstärkern im mittleren Infrarotbereich, gibt dann eine systematische Übersicht über Fortschritte von InP-basierten, GaSb-basierten sowie anderen neuen mittelinfraroten Halbleiter-Optischen-Verstärkern auf CdTe-, ZnS/ZnSe- und InAs-Basis, analysiert umfassend die Arbeitsprinzipien der verschiedenen Verstärker-Medien, Geräteaufbauten, Verstärkungseigenschaften, Integrationskonzepte und Anwendungseinschränkungen. Abschließend werden technologische Entwicklungstrends und zukünftige Forschungsrichtungen dargestellt, um theoretische Referenzen für die Geräteauswahl und technologische Innovation in mittelinfraroten photonischen Systemen zu bieten.

mittleres Infrarot; halbleiteroptischer Verstärker; InP-basiert; GaSb-basiert; Quantenkaskade