光信息傳輸技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-文庫吧
2024-12-31 01:00 本頁面
【正文】 m)值值值值?(dB/m)?=1310nm值值值值?=1550nm值值值值?=1310nm值值值?=1550nm值值值 圖 2 光纖損耗特性 圖 3 光纖彎曲振蕩特性光纖通信系統(tǒng)采用的光源主要有半導(dǎo)體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）,根據(jù)制作的材料不同，發(fā)光二極管的峰值發(fā)射波長有 、 和 三種。LED 是非相干光源，是一種直接注入電流的光發(fā)射器件，它的發(fā)射過程主要對應(yīng)光的自發(fā)輻射過程，是半導(dǎo)體晶體內(nèi)部受激電子從高能級回復(fù)到低能級時，發(fā)射出光子的結(jié)果。在發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)中，不存在諧振腔，當(dāng)注入正向電流時，注入的非平衡載流子在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光。因此，發(fā)光二極管不是閾值器件，它的輸出功率基本上與注入電流成正比。發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)可分為表面發(fā)光型 LED 和邊發(fā)光型 LED，光纖通信中多采用邊發(fā)光型 LED。發(fā)光二極管的特性主要有光譜特性、伏安特性、電光轉(zhuǎn)換特性和調(diào)制特性。光譜曲線上發(fā)光強(qiáng)度最大時所對應(yīng)的波長為發(fā)光峰值波長，光譜曲線上兩個半光強(qiáng)點(diǎn)所對應(yīng)的波長差稱為 LED 的譜線寬度，其值為 30～40nm 左右,光譜極易受溫度的影響。伏安特性是指 LED 通過正向電流時，發(fā)光二極管兩端所產(chǎn)生的正向壓降，由于正向電阻比較小，故正向壓降較低。圖 4 給出示意圖。 （a）伏安特性曲線 （b）伏安特性測試電路3 圖 4 伏安特性示意圖光譜曲線上發(fā)光強(qiáng)度最大時所對應(yīng)的波長為發(fā)光峰值波長，光譜曲線上兩個半光強(qiáng)點(diǎn)所對應(yīng)的波長差稱為 LD 的譜線寬度，其值為 30～40nm 左右,光譜極易受溫度的影響。與 普 通 光 源 相 比 ， 激光 光 源 具 有 單 色 性 好 、 亮 度 高 、 方 向 性 強(qiáng) 和 相 干 性 強(qiáng) 等 特 點(diǎn) ， 激 光 的 出 現(xiàn) 使 原 有 的 光 譜 技 術(shù) 在 靈敏 度 和 分 辨 率 方 面 得 到 很 大 的 改 善 。 激 光 器 根 據(jù) 譜 線 寬 度 不 同 可 分 為 單 縱 模 和 多 縱 模 激 光 器 ，其 光 譜 如 圖 圖 6 和 圖 7 所 示 。 圖 5 LED 光 譜 特 性 圖 6 LD 光譜特性 圖 7 LED 多縱模光譜電光轉(zhuǎn)換特性是指 LED 的光輸出功率與注入電流的關(guān)系，它是 LED 的重要參數(shù)之一，分為直流輸出功率和脈沖輸出功率。直流輸出光功率是指在規(guī)定正向直流工作電流下，LED 所發(fā)出的光功率；而脈沖輸出光功率是指在規(guī)定幅度、頻率和占空比的矩形脈沖電流作用下，LED 發(fā)光面所發(fā)射出的光功率。出光特性曲線如圖 8 所示。 圖 8 P－I 特性曲線4LED 調(diào)制特性是指在規(guī)定的直流正向工作電流下，用數(shù)字或模擬信號對 LED 進(jìn)行調(diào)制，從而改變光功率。光通信中傳輸速率的大小受調(diào)制頻率或調(diào)制帶寬的限制。圖 9 給出其調(diào)制原理圖。 （a）模擬調(diào)制 （b）數(shù)字調(diào)制 圖 9
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