第3章光收發(fā)設(shè)備(文件)
【正文】 ? 一般 APD的倍增因子 G在 40～ 100之間。 ? 倍增噪聲可以用過(guò)剩噪聲系數(shù) F（ G）來(lái)描述為 2222)(GgggGF????????84 光放大器 光放大器的分類 EDFA的結(jié)構(gòu)與工作原理 EDFA的主要特性參數(shù) 85 光放大器的分類 ? 從大的方面來(lái)分，光放大器主要包括半導(dǎo)體光放大器 ? 半導(dǎo)體光放大器（ SOA）是由半導(dǎo)體材料制成的，如果將半導(dǎo)體激光器兩端的反射去除，即變成沒(méi)有反饋的半導(dǎo)體行波光放大器，它能適合不同波長(zhǎng)的光放大。 ? 在摻鉺光纖放大器中，輸入信號(hào)功率和輸出信號(hào)功率并不完全成正比關(guān)系，而是存在著飽和 ? 摻鉺光纖放大器的最大輸出功率常用 3dB飽和輸出功率來(lái)表示。 （ 3）分光比 T。 nlcffF SRqq 21 ??? ?111 光開(kāi)關(guān) ? 能夠控制傳輸通路中光信號(hào)通或斷或進(jìn)行光路切換作用的器件，稱為光開(kāi)關(guān)。 115 1．光電型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 圖 343 光電光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 116 2．全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 圖 344 全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 117 波分復(fù)用器 ? 在一根光纖中能同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為光波分復(fù)用技術(shù)（ WDM）。 ? 由光波分復(fù)用器構(gòu)成的光波分復(fù)用系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上來(lái)分，可分為單纖單向 WDM系統(tǒng)和單纖雙向 WDM系統(tǒng)。 129 2．光波分復(fù)用器 ? 圖 350 熔融光纖型波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖 130 光纖光柵 ? 光纖光柵是近幾年發(fā)展最為迅速的一種光纖無(wú)源器件。 131 光纖光柵 ? 圖 351 光纖布拉格光柵濾波器 132 。 ? 光敏性是指當(dāng)外界入射的紫外光照射到纖芯中摻鍺的光纖時(shí)，光纖的折射率將隨光強(qiáng)而發(fā)生永久性改變。 123 2．光波分復(fù)用器 ? 圖 347 WDM光傳輸原理圖 124 2．光波分復(fù)用器 （ 2 ? ① ? 復(fù)用器的光學(xué)特性可以用給定的輸入端口的插入損耗 —波長(zhǎng)關(guān)系曲線表示。 ? 在系統(tǒng)接收端可通過(guò)解復(fù)用器（分波器），將組合在一起的光信號(hào)分離并送入不同的終端。 112 光開(kāi)關(guān) ? 圖 341 機(jī)械式光開(kāi)關(guān) 113 光開(kāi)關(guān) ? 圖 342 電子式光開(kāi)關(guān) 114 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 能夠使信號(hào)從一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)波長(zhǎng)的器件稱為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器。 ? 描述 FP腔型光濾波器的特性參數(shù)主要是自由譜域（ FSR）及帶寬（ BW）。 103 1．光定向耦合器的結(jié)構(gòu) ? 圖 337 棱鏡式和光纖式定向耦合器 104 2．光纖式定向耦合器的參數(shù) （ 1）隔離度 A。 – 非線性光纖放大器 – 摻鉺光纖放大器（ EDFA） 86 光放大器的分類 ? （ 1）工作波長(zhǎng)處在 ～ ，與光纖最小損 （ 2）對(duì)摻鉺光纖進(jìn)行激勵(lì)的泵浦功率低，僅需幾十毫瓦；而拉曼放大器需 ～ 1W （ 3）增益高、噪聲低、輸出功率大，它的增益可達(dá)40dB，噪聲系數(shù)可低至 3～ 4dB，輸出功率可達(dá) 14～20dBm （ 4）連接損耗低，因?yàn)槭枪饫w型放大器，因此與光纖連接比較容易，連接損耗可低至 87 EDFA的結(jié)構(gòu)與工作原理 1． EDFA的基本結(jié)構(gòu) 2． EDFA的工作原理 88 1． EDFA的基本結(jié)構(gòu) ? 圖 329 摻鉺光纖放大器結(jié)構(gòu)示意圖 89 2． EDFA的工作原理 ? 圖 330 鉺離子能帶圖 90 2． EDFA的工作原理 ? 圖 331 鉺離子的吸收譜 91 2． EDFA的工作原理 ? 圖 332 EDFA的泵浦方式 92 EDFA的主要特性參數(shù) 1．功率增益 2．飽和輸出功率 3 93 1．功率增益 ? 功率增益定義為 功率增益 =10log（輸出光功率 /輸入光功率 ) ? 它表示了光放大器的放大能力，增益的大小與泵浦光功率以及光纖長(zhǎng)度等諸因素有關(guān)。 PMIIG ?83 5．倍增噪聲和過(guò)剩噪聲系數(shù) F（ G） ? 從物理概念上容易理解，雪崩光電二極管的倍增是具有隨機(jī)性的。 ? 嚴(yán)格地說(shuō)，暗電流還應(yīng)包括器件表面的漏電流。 ? （ A/W） ? 光電二極管的響應(yīng)度和量子效率與入射光波頻率有關(guān)。 gcgcEhchEf???71 光纖通信中常用的半導(dǎo)體光電檢測(cè)器 1． PIN光電二極管 2． APD雪崩光電二極管 72 1． PIN光電二極管 ? 圖 326 PIN光電二極管能帶圖 73 1． PIN光電二極管 ? 圖 327 PIN光電二極管結(jié)構(gòu)示意圖 74 2． APD雪崩光電二極管 ? 如果能使電信號(hào)進(jìn)入放大器之前，先在光電二極管內(nèi)部進(jìn)行放大，這就引出了一種另外類型的光電二極管，即雪崩光電二極管，又稱 APD（ Avalanche Photo Diode ? 它不但具有光 /電轉(zhuǎn)換作用，而且具有內(nèi)部放大作用，其內(nèi)部放大作用是靠管子內(nèi)部的雪崩倍 75 2． APD雪崩光電二極管 ? （ 1）雪崩光電二極管的雪崩倍增效應(yīng) ? ——在二極管的 PN結(jié)上加高反向電壓，在結(jié)區(qū)形成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)；在高場(chǎng)區(qū)內(nèi)光生載流子被強(qiáng)電場(chǎng)加速，獲得高的動(dòng)能，與晶格的原子發(fā)生碰撞，使價(jià)帶的電子得到了能量；越過(guò)禁帶到導(dǎo)帶，產(chǎn)生了新的電子 —空穴對(duì)；新產(chǎn)生的電子 —空穴對(duì)在強(qiáng)電場(chǎng)中又被加速，再次碰
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