激光器與光發(fā)射機(jī)-資料下載頁(yè)
2025-10-02 15:15本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】半導(dǎo)體激光器工作原理和基本結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體激光器的主要特性。半導(dǎo)體光源一般性能和應(yīng)用。和受激發(fā)射的最基本條件。射一列一列頻率為?=/h的光波，但各列光。方向，沿所有可能的方向傳播。各光子彼此無(wú)關(guān)。自發(fā)發(fā)射的同時(shí)總伴有受激發(fā)射發(fā)生。在熱平衡情況下，自發(fā)發(fā)射占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)外界給系統(tǒng)提供能量時(shí)，如采用光照（即光泵）。向上的受激發(fā)射比自發(fā)發(fā)射的強(qiáng)度大幾個(gè)數(shù)量級(jí)?？偨Y(jié)激光發(fā)射的首要條件：。只有增益介質(zhì)而無(wú)光學(xué)。將已實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。反射鏡之間便形成F-P諧振腔。次過程中，得到放大。發(fā)射波長(zhǎng)和光譜特性。和λ=(μm)分別為發(fā)射光。h=×10-34J·S為普朗克常數(shù)，激光器的縱模反映激光器的光譜性質(zhì)。半導(dǎo)體激光器輸出相干光。半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)：尺寸小，耦合效率高，對(duì)簡(jiǎn)單，另外其制作成本低、產(chǎn)量高。LED發(fā)射光的譜線較寬、方向性較差，本
【正文】 閾值電流以及輸出光功率發(fā)生變化，注入電流的熱效應(yīng)也會(huì)發(fā)生類似的變化 —— 結(jié)發(fā)熱效應(yīng)。是激光器的另一種瞬態(tài)調(diào)制效應(yīng)。 ?起因：注入電流導(dǎo)致溫升，進(jìn)而引起閾值電流的變化，從而輸出光功率也發(fā)生變化。在電流脈沖持續(xù)階段，輸出光功率隨時(shí)間而減?。欢?dāng)電流脈沖過后，輸出光功率隨時(shí)間而增加。 ?消除方法：適當(dāng)增加偏置電流 1. 系統(tǒng)對(duì)光源的要求： (1)波長(zhǎng)穩(wěn)定性要求 ? WDM系統(tǒng)對(duì)光源發(fā)射波長(zhǎng)的穩(wěn)定性具有較高的要求； ? 波長(zhǎng)的漂移將導(dǎo)致信道之間的串?dāng)_； ? 溫度變化是波長(zhǎng)漂移的主要因素。 (2)功率穩(wěn)定性要求 ? 某信道功率的漂移，不僅影響本信道的傳輸性能，而且通過 EDFA的瞬態(tài)效應(yīng)影響其它信道的性能； ? 影響發(fā)射功率的因素： ?管芯溫度：溫度增加－－功率下降 ?器件老化：功率下降 激光器控制電路 2. 溫度控制和功率控制作用 就是消除溫度變化和器件老化影響 ,穩(wěn)定發(fā)射機(jī)性能，采取的穩(wěn)定方法有：溫度控制；自動(dòng)功率控制 光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 窄線寬 DFB 激光器 EA(LN)調(diào)制器 精密 溫度控制 恒定 電流控制 10Gb/s 電壓驅(qū)動(dòng)器 NRZ碼 3. 溫度控制： ?溫控電路通常由比例放大、 PID（比例 積分 微分）電路、 電流放大組成 ?控制精度達(dá)到 ?波長(zhǎng)穩(wěn)定性達(dá)到 ?200MHz/24小時(shí) 激光器 導(dǎo)熱 制冷器 熱敏電阻 溫度控制電路 PD DFBLD組件 4. 自動(dòng)功率控制（ APC） 由光檢測(cè)器來感應(yīng)激光器后端面輻射光功率的變化，并與參考功率相比較，然后根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)調(diào)整直流偏置電流，最終使光功率峰值保持為一個(gè)穩(wěn)定值。 激光器 導(dǎo)熱 制冷器 熱敏電阻 溫度控制電路 PD 自動(dòng)功率控制（ APC）電路 偏置電流 DFBLD組件 小結(jié)（一） ? 半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管是光通信中最常用的光源。 ? LED在應(yīng)用中具有線路簡(jiǎn)單、可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它對(duì)應(yīng)光的自發(fā)發(fā)射過程，是一種非相干光源。由于發(fā)射光譜線寬、方向性差、響應(yīng)速度慢，所以只適用于速率較低的通信系統(tǒng)。 ? 在高速大容量的光纖通信系統(tǒng)中主要采用半導(dǎo)體激光器作光源。 LD是一種閾值器件，只有當(dāng)注入電流達(dá)到閾值電流后，激光器才開始激射。激光激射必須滿足以下條件： ? 有源區(qū)里產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布； ? 在諧振腔里建立起穩(wěn)定的振蕩。 ? 半導(dǎo)體激光器的瞬態(tài)性質(zhì)直接影響調(diào)制光信號(hào)的質(zhì)量： ? 直接調(diào)制時(shí)，激光輸出與注入電脈沖之間存在電光延遲； ? 激光器在瞬態(tài)過程中存在張弛振蕩； ? 由于電光延遲現(xiàn)象，在電脈沖過后，載流子有一定的存儲(chǔ)時(shí)間，導(dǎo)致高速數(shù)字調(diào)制時(shí)出現(xiàn)碼型效應(yīng)； ? 由于激光器對(duì)溫度很靈敏及注入電流的熱效應(yīng)，輸出光會(huì)出現(xiàn)結(jié)發(fā)熱效應(yīng)； ? 某些激光器在某些注入電流下還會(huì)出現(xiàn)自脈動(dòng)現(xiàn)象。 ? 上述性質(zhì)是進(jìn)行直接調(diào)制時(shí)選擇激光器驅(qū)動(dòng)條件的依據(jù)。 ? 但在高速光纖通信系統(tǒng)中，常采用外調(diào)制技術(shù)。由于是在激光形成之后施加調(diào)制，所以不會(huì)影響激光器的輸出譜線。 小結(jié)（二）
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