第3章光收發(fā)設(shè)備-免費(fèi)閱讀
【正文】 ? 它是利用光纖中的光敏性而制成的。 ? 如果在系統(tǒng)發(fā)送端采用此技術(shù)，將不同波長的光信號組合起來送入光纖傳輸?shù)脑O(shè)備稱為光波分復(fù)用器。 231321441lg10lg10PPTPPPLPPA??????、105 光隔離器與光環(huán)行器 1．光隔離器的基本原理和結(jié)構(gòu) 2．光環(huán)行器 3．光隔離器與光環(huán)行器的主要性能參數(shù) 106 1．光隔離器的基本原理和結(jié)構(gòu) ? 圖 338 光隔離器的工作原理圖 107 2．光環(huán)行器 ? 圖 339 三端口光環(huán)行器 108 3．光隔離器與光環(huán)行器的主要性能參數(shù) ? 對于光隔離器與光環(huán)行器來講，它們都是希望從輸入端口輸入的光信號到輸出端口時，衰減盡量小，即要求器件的插入損耗要小；對于不 ? 器件典型的插入損耗為 1dB左右，隔離度為 40～ 50dB 109 光濾波器 ? 圖 340 FP腔光濾波器 110 光濾波器 ? FP腔型光濾波器的主體是 FP諧振腔。 ? 光纖放大器又包括兩種。但是實(shí)際上由于熱激勵、宇宙射線或放射性物質(zhì)的激勵，在無光情況下，光電檢測器仍有電流輸出，這種電流稱為暗電流。 67 半導(dǎo)體光電檢測器 半導(dǎo)體的光電效應(yīng) 光纖通信中常用的半導(dǎo)體光電檢測器 光電檢測器的特性 68 半導(dǎo)體的光電效應(yīng) ? 半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)是指如下這種情況：光照射到半導(dǎo)體的 PN結(jié)上，若光子能量足夠大，則半導(dǎo)體材料中價帶的電子吸收光子的能量，從價帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子，在價帶中出現(xiàn)光空穴，即光電子 —空穴對 69 半導(dǎo)體的光電效應(yīng) ? 圖 325 半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng) 70 半導(dǎo)體的光電效應(yīng) ? 當(dāng)光照射在某種材料制成的半導(dǎo)體光電二極管上時，若有光電子 —空穴對產(chǎn)生，顯然必須滿足如下關(guān)系，即 ? λc稱為截止波長， fc稱為截止頻率。 59 分布反饋半導(dǎo)體激光器 ? 分布反饋半導(dǎo)體激光器是一種可以產(chǎn)生動態(tài)控制的單縱模激光器，即在高速調(diào)制下仍然能單縱模工作的半導(dǎo)體激光器。 Ⅱ PN結(jié)形成后的能帶分析。 41 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? FP腔激光器從結(jié)構(gòu)上可分為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器、單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器和雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器。 33 4．激光器的參量 （ 1）平均衰減系數(shù) α ? 在光學(xué)諧振腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩的先決條件是放大的光能要足以抵消腔內(nèi)的損耗。 ? 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)是使物質(zhì)產(chǎn)生光放大的必要條件。 22 3．光和物質(zhì)的相互作用 ? 圖 36 原子的受激吸收 23 3．光和物質(zhì)的相互作用 （ 3 ? 處于高能級 E2的電子，當(dāng)受到外來光子的激發(fā)而躍遷到低能級 E1時，放出一個能量為 hf的光子。 ? ? 電子在原子中圍繞原子核按一定軌道運(yùn)動，而且只能有某些允許的軌道。 光接收機(jī)中的關(guān)鍵器件是 半導(dǎo)體光檢測器 ，它和接收機(jī)中的 前置放大器 合稱 光接收機(jī)前端 。 （ 3）復(fù)用：用一個大傳輸信道同時傳送多個低速信號的過程。可用下式表示 （ 31） 式中， P11為全“ 1”碼時的平均光功率； P00為全“ 0”碼時的平均光功率。光端機(jī)位于電端機(jī)和光纖傳輸線路之間，如圖 31所示 。對光發(fā)送機(jī)的要求： （ 1）有合適的輸出光功率 光發(fā)送機(jī)的輸出光功率，是指耦合進(jìn)光纖的功率，亦稱入纖功率。如圖 32。 （ 8）溫度控制和功率控制： 穩(wěn)定工作溫度和輸出的平均光功率。 ? 不同頻率的光子具有不同的能量。 ? 在研究光與物質(zhì)的相互作用時，愛因斯坦指出，這里存在著三種不同的基本過程，即自發(fā)輻射、受激吸收以及受激輻射。 ? 受激輻射是產(chǎn)生激光的關(guān)鍵。 ? 如果反射鏡是平面鏡，稱為平面腔；如果反射鏡是球 ? 對于兩個反射鏡，要求其中一個能全反射，如 M1的反射系數(shù) r=1；另一個為部分反射，如 M2r1 ? ② 30 3．光學(xué)諧振腔 ? 圖 38 光學(xué)諧振腔的結(jié)構(gòu) 31 3．光學(xué)諧振腔 ? 圖 39 激光器示意圖 32 3．光學(xué)諧振腔 ? 綜合上述分析可知，要構(gòu)成一個激光器，必須具備以下三個組成部分：工作物質(zhì)、泵浦源和光學(xué)諧振腔。 （ 3 （ 4）光源的譜線寬度窄。 ④ PN結(jié)外加正偏壓后的能帶分布以及激光的產(chǎn)生。 ? 52 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 ? 圖 318 激光器輸出特性曲線 53 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 （ 2 ? 半導(dǎo)體激光器的光譜隨著激勵電流的變化而變化。但其閾值電流要比 DFB 63 分布反饋半導(dǎo)體激光器 ? 圖 323 DBR半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu) 64 量子阱半導(dǎo)體激光器 ? 量子阱激光器與一般雙異質(zhì)結(jié)激光器類似，只是有源 ? 理論分析表明，當(dāng)有源區(qū)的厚度非常小時，則在有源層與兩邊相鄰層的能帶將出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象，在有源區(qū)的異質(zhì)結(jié)將產(chǎn)生一個勢能阱，因此將產(chǎn)生這種量子效 ? 結(jié)構(gòu)中這種“阱”的作用使得電子和空穴被限制在極薄的有源區(qū)內(nèi)，因此有源區(qū)內(nèi)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的濃度很高。 ?
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