激光器及光發(fā)射機(jī)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-01 08:54本頁(yè)面
【正文】 DFB LD 分布 Bragg反射型激光器 DBR LD 量子阱激光器 QW LD 垂直腔面發(fā)射激光器 VCSEL 半導(dǎo)體激光器的工作特性 光發(fā)射機(jī) 發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu) 防止 LD輸出的激光反射，實(shí)現(xiàn)光的單向傳輸 保持 LD組件內(nèi)恒定的溫度，保證激光參數(shù)的穩(wěn)定性 使 LD有恒定的光輸出功率 數(shù)據(jù) 電接口 線路 編碼 驅(qū)動(dòng) 電路 調(diào)制器 光隔離器 LD 功控 溫控 光發(fā)射機(jī) 光源的調(diào)制方式 ? 調(diào)制方式： ? 直接調(diào)制 ? 間接調(diào)制（外調(diào)制） 一、直接調(diào)制的特點(diǎn)： ? 將要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)注入 LD或 LED ? 調(diào)制后的光波振幅的平方比例于調(diào)制信號(hào)（強(qiáng)度調(diào)制） ? 簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn) ? 響應(yīng)帶寬有限（ ~） ? 引入調(diào)制啁啾 ? 加大偏置電流使其逼近激光器閾值，可以大大減小電光延遲時(shí)間，同時(shí)使 張馳振蕩 得到一定程度的抑制 . ? 偏置于閾值附近，較小的調(diào)制脈沖電流即可得到足夠的輸出光脈沖，從而可大大減小 碼型效應(yīng)和結(jié)發(fā)熱效應(yīng) 的影響 . ? 另一方面，加大直流偏置電流將會(huì)使光信號(hào) 消光比 (EX)惡化，光源消光比將直接影響接收機(jī)靈敏度 . ? 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，異質(zhì)結(jié)激光器的 散粒噪聲 在閾值處出現(xiàn)最大值，因此偏置電流不正好偏置在閾值處 . ? 調(diào)制電流幅度 Im的選擇，應(yīng)根據(jù)激光器的 PI曲線，既要有足夠的輸出光脈沖幅度，又要考慮到光源的負(fù)擔(dān)。如果激光器在某些區(qū)域有自脈動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，則 Im的選擇應(yīng)避開 自脈動(dòng) 發(fā)生的區(qū)域 . 二、數(shù)字直接調(diào)制中偏置電流和調(diào)制電流大小的選擇 三、外調(diào)制 ? 將調(diào)制信號(hào)控制激光器后接的外調(diào)制器，利用調(diào)制器的電光、聲光等物理效應(yīng)使其輸出光的強(qiáng)度等參數(shù)隨信號(hào)而變。 ? 調(diào)制信號(hào)啁啾小。 ? 外調(diào)制器以 LN電光調(diào)制和 EA電致吸收為主。 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(guò) 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(lái)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 ： ? 光源慢啟動(dòng)保護(hù)電路 ? 激光器反向沖擊電流保護(hù)電路 ? 激光器過(guò)流保護(hù)電路 ? 激光器關(guān)斷電路 本章小結(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(guò)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(guò)程中存在 張弛振蕩 ； ? 由于電光延遲現(xiàn)象，在電脈沖過(guò)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。 本章小結(jié)（二）
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