【正文】 辦法：盡量擴大耗盡層寬度 擴散速度 漂移速度 Institude of Lightwave Technology當檢測器受到階躍光脈沖照射時，響應時間可使用輸出脈沖的上升時間 ?r和下降 ?f 時間來表示。 量子效率定義為通過結區(qū)的載流子數(shù)與入射的光子數(shù)之比 ，常用符號 η 表示： 2. 量子效率 Institude of Lightwave Technology 式中： e是電子電荷 ， 其值約為 1019G； ν 為光頻 。 n SLD： 輻 射， 輸 出 功率很高 ； FP腔的 篩選 作用（ 這 是它跟激光器的最大不同）， 輸 出光的頻譜較寬 ，在幾十 nm。 Institude of Lightwave Technology常見光纖傳感器的原理及應用 基本的光纖測量 光纖光柵傳感器 2 3 4 主要內(nèi)容 OTDR與分布式光纖傳感器 5 信號的檢測與處理 6 Institude of Lightwave Technology光功率的檢測 光纖損耗的檢測 光譜的檢測 光相位的檢測 Institude of Lightwave Technology光有源器件 n 定義：需要外加能源驅(qū)動工作的光電子器件 – 半導體光源 (LD,LED,DFB,DBR,QW,VCSEL) – 半導體光探測器 (PD,PIN,APD） – 光纖激光器（ OFL:單波長、多波長） – 光放大器 (SOA,EDFA) – 光波長轉(zhuǎn)換器 (XGM,XPM,FWM) – 光調(diào)制器 – 光開關 /路由器 Institude of Lightwave Technology原子的激發(fā)和輻射 E2 E1 N2 N1 h? 1. 自發(fā)輻射 原子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的 會自發(fā)躍遷到低能級 同時放出一個光子 這個過程叫 自發(fā)輻射 Institude of Lightwave Technology2. 受激吸收 E2 E1 N2 N1 h? ● 原子就可能 吸收 光子 而從低能級躍遷到高能級 這個過程叫 受激吸收 ● 原子就可能 吸收 光子而從低能級躍遷到高能級原子就可能 吸收 光子這個過程叫受激吸收而從低能級躍遷到高能級原子就可能 吸收 光子當入射光子的能量 h? 等于 E2 ? E1時 另有某個能量為 E2的高能級 若原子處在某個能量為 E1的低能級 Institude of Lightwave Technology 若入射光子的能量 h? 等于原子高、低 能級的能量差 E2 ? E1 且高能級上有原子存在時 入射光子 的電磁場就會誘發(fā)原子 從高能級 躍遷 到低能級 同時 放出一個與入射光子 完全相同 的光子 3. 受激輻射 Institude of Lightwave Technology全同光子 : h? E2 E1 N2 N1 ● ● 頻率 相位 振動方向 傳播方向 相同 ?受激輻射有光放大作用 好激光器： / 量 子 態(tài) 個光子2022? Institude of Lightwave Technology??1?s ??10ms 980nm E3 E1 E2 1480nm 鉺離子（ Er3+）的能帶結構和光放大原理 Institude of Lightwave Technology光耦合器 (合波器 ) 光隔離器 光濾波器 光隔離器 摻鉺光纖 (10–50m) 泵浦光源 光輸出 EDFA的組成部分 : 摻鉺光纖 , 泵浦光源 ,光耦合器 (合波器 ), 光隔離器 ,光濾波器 光輸入 Institude of Lightwave TechnologyEDFA的增益譜 Institude of Lightwave TechnologyPN結 NPf f ge V E E E? ? ?耗盡區(qū) Institude of Lightwave Technology3 )使激光具有極好的 單色性 （選頻） 激勵能源 全反射鏡 部分反射鏡 激光 1. 光學諧振腔的作用 光學諧振腔的作用2 )增強 光放大 作用（相當于延長了工作物質(zhì)） 1 )使激光具有極好的 方向性 （沿軸線） 光學諧振腔的作用 Institude of Lightwave Technology半導體激光器的工作特性 光 電流 (LI) 特性和光譜特性 IIth:閾值條件 。 Institude of Lightwave Technology光功率 — 電流特性 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave TechnologyLD、 SLD、 LED、 ASE比較 n LD： 輻 射 ，因此 功率非常高 ； FP腔的 篩選 作用，因此 輸 出光的 頻譜 很窄 ，光源相干性好。 Institude of Lightwave Technology 響應度是器件在外部電路中呈現(xiàn)的宏觀靈敏特性 ， 而量子效率是器件在內(nèi)部呈現(xiàn)的微觀靈敏特性 。 3. 響 應 速度 Institude of Lightwave Technologyddvwt??載流子漂移速度耗盡區(qū)寬度一般在耗盡區(qū)高電場的情況下，光生載流子可以達到散射的極限速度。 (4). 紅外光纖 (5). 液芯光纖 纖芯為液體 (6). 晶體光纖 纖芯為單晶，可用于制作 有源和無源光纖器件。 另一種是光纖與光發(fā)射機（附帶尾纖）、光接收機或儀表之間的連接，或者是與另一根光纖暫時性的連接，就要用到連接器。 連接器型號和參數(shù) Institude of Lightwave TechnologyFC是金屬套筒，卡口螺旋式 PC是端面做成凸球面形 FC/PC型接連器，插入損耗小， 適用于長距離干線網(wǎng)。 Institude of Lightwave Technology 隔離器是一種只允許光單方向傳輸?shù)钠骷? ? Basic Principle Forward Propagation Wave Backward propagation Wave 隔離器的工作過程 Institude of Lightwave Technology隔離器的主要性能指標有 ? Improvement: Polarization Insensitivity 工作波長 典型插入損耗（參考值： ） 最大插入損耗（參考值： ） 典型峰值隔離度，最小隔離度（參考值： 40dB） 最大偏振靈敏度（參考值： ） 回波損耗（參考值：輸入 /輸出 60/60dB） Institude of Lightwave Technology 環(huán)形器有 4和 6端口之分，它是只允許某端口的入射光從確定端口輸出的器件，對于 3端口環(huán)形器，端口 1的輸入光信號只能從端口 2輸出，而端口 2的輸入光信號只能從端口 3輸出。對于一個相位調(diào)制干涉型光纖傳感器，敏感光纖和干涉儀缺一不可。在零差檢測方式中，需要保證兩光纖臂間的正交狀態(tài)。 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology四、賽格納克 (Sagnac)光纖干涉儀 干涉儀裝在一個可繞垂直于光束平面軸旋轉(zhuǎn)的平臺上，且平臺以角速度 Ω轉(zhuǎn)動時，根據(jù)賽格納克效應，兩束傳播方向相反的光束到達光探測器的延遲不同。 慣性級光纖陀螺主要是用于空間定位和潛艇導航，其開發(fā)和研制正逐步走向成熟，美國有關公司和研究機構是研制、生產(chǎn)的佼佼者