光纤通信持术

光纤通信持术 光发射机原理及器件光导纤维已成为现代通信网络最佳媒质，光纤传输已成为所有宽带通信的最佳技术选择。光发射机在光纤传输的环节中占有很重要的地位。

光发射机原理和器件 • 光发射机作用 • 将电信号转变为光信号 • 光发射机基本组成 • 光源(关键) 半导体激光器(LD)和发光二极管(LED) • 调制电路和控制电路 • 线路编码电路

光发射机原理和器件 • 发光机理 • 电子由高能带(导带)Ec跃迁到低能带(价带)Ev • 辐射方式:自发辐射与受激辐射。 • 自发辐射的同时总伴有受激辐射发生,热平衡时,前者占优。

光发射机原理和器件

光发射机原理和器件 • 器件结构 • 1、LED同质结与异质结半导体激光器同质结构半导体激光器，即只有一个简单P-N结，且P区和N区都是同一物质的半导体激光器。异质结，就是由两种不同材料〔例如CaAs和GaAlAs)构成的P-N结。在双异质结构中，有三种材料，有源区被禁带宽度大、折射率较低的介质材料包围。

光发射机原理和器件 • 这种结构形成一个像光纤波导的折射率分布，限制了光波向外围的泄漏，使阈值电流降低，发热现象减轻，可在室温状态下连续工作。 • 2、量子限制激光器除双异质结半导体激光器对载流子进行限制外，还有另外一种完全不同的对载流子限制的方式。对电子或空穴允许占据能量状态的限制，这种激光器叫做量子限制激光器。它具有阈值低、线宽窄、微分增益高、对温度不敏感、调制速度快和增益曲线容易控制等许多优点。

光发射机原理和器件 • LD半导体激光器1、阈值特性半导体激光器属厂阈值性器件，当注入电流大于闻值点时才有激光输出，否则为荧光输出。目前的激光器阈值电流一般为十几个毫安，最大输出功率通常可达几百瓦。

光发射机原理和器件 2、温度特性半导体激光器的阈值电流。和输出功率是随温度而变化的，激光器的阈值电流和输出功率对温度很敏感，所以在实际使用中总是用热电致冷器对激光器进行冷却和温度控制。

光发射机原理和器件 3、波长特性激光器的波长特性用中心波长、光谱宽度以及光谱模数三个参数来描述光谱范围内辐射强度最大值所对应的波长叫中心波长。光谱范围内辐射强度最大值下降50%处所对应波长的宽度叫谱线宽度，光谱模数有多模LD和单模LD。下图表示激光器的典型光潜特性。为了便于比较在图中也标出LED的光谱特性。

光发射机原理和器件 • LD与LED的光谱特性:

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