半导体光放大器是采用半导体增益介质的一种光放大器。它类似于一个激光二极管，其中低端的镜子被换成半反射涂层。信号光通过一个半导体单模波导传输，波导的横向维度为1-2微米，长度为0.5-2mm量级。波导模式与活性（放大）区域有很大的交叠，该区域是由电流泵浦的。注入电流在导带产生一定的载流子浓度，允许导带向价带的光学跃迁。峰值增益发生在光子能量稍大于带隙能量时。
SOAs通常以尾纤的形式用于电信系统中，工作波长在1300nm或者1500nm附近，提供约为30dB的增益。
与掺铒光纤放大器的比较
半导体放大技术可以与掺铒光纤放大器想比拟。二者主要的不同体现在：
装置更加紧凑，仅包含小的半导体芯片，有电子和光接口。
输出功率更小。
增益带宽更小，可以得到工作在不同波长区域的装置。
上能级寿命很短，因此储存的能量更少，泵浦功率或者信号功率变化纳秒（而不是毫秒）量级后增益就会相应的变化。增益的变化会引起相位的改变（参阅线宽增强因子）。
SOAs存在更强的非线性畸变，由于自相位调制和四波混频过程。它们通常是不利的，但是也可以用于光信号处理过程。
噪声系数更高。
放大过程对偏振态敏感。
垂直腔SOAs
一种特殊的SOAs是垂直腔SOA(VCSOA)。它与垂直腔表面发射激光器类似，但是顶层镜子反射率减小了从而不会达到激光阈值。一定的顶层反射率还是需要的，为了得到比较高的增益，因为单通道通过几个量子阱得到的增益相对较低，但是这也极大的降低了增益带宽。与普通的边发射SOAs相比，VCSOAs体积更加小，价格更便宜，并且在较低的驱动电流下工作。（通常的10mA的电流足够得到20dB的增益）另外，它们还可以被制作成阵列。
应用于信道转移
SOAs通常不仅仅应用于放大：它们还可以应用到光纤通信领域，基于非线性过程的应用例如饱和增益，或者交叉相位偏振，利用的是SOA中载流子浓度变化来得到变化的折射率。这些效应可用于波分复用系统中的信道转移（波长转换），调制格式转换，时钟恢复，信号再生和模式识别等。
