半導(dǎo)體led原理ppt課件(參考版)
2025-05-10 12:40本頁面
【正文】 LD的內(nèi)調(diào)制特性 LD的頻率響應(yīng)函數(shù)： ? ? ? ?2222410???????????????????????????rr ffffPfP?LD的外調(diào)制技術(shù)：馬赫 曾德調(diào)制器 0 0 ? 0 外調(diào)制得到的 NRZ信號 0 ? 0 NRZ input 20304050607080P / mW5432105 01 0 0I / m A不 激 射溫度升高： 閾值電流呈指數(shù)增長 輸出功率則明顯下降，當(dāng)達到一定溫度時 LD不激射 0/0)( TTth eITI ?LD的溫度特性 溫控對 LD的正常使用至關(guān)重要 LD的溫控設(shè)備 LED輸出光功率較小，譜線寬度較寬，調(diào)制頻率較低 但性能穩(wěn)定，壽命長，使用簡單，輸出光功率線性范圍寬，而且制造工藝簡單，價格低廉 LED通常和多模光纖耦合，用于 1310 nm或 850 nm波長的小容量、短距離的光通信系統(tǒng) LD通常和單模光纖耦合，用于 1310 nm或 1550 nm大容量、長距離光通信系統(tǒng)，已成為目前光纖通信發(fā)展的主要趨勢 LED與 LD的比較 作業(yè) 推導(dǎo)多縱模激光器的頻率間隔為 Ln c22?? ?D。 2. 調(diào)制深度過大，使得 DI IB 將會 部分切除信號的下半部，這將引 起嚴(yán)重的失真。 當(dāng)電流脈沖突然加到 LD上時，其光輸出呈現(xiàn)圖示的動態(tài)響應(yīng)，這是注入電子與所產(chǎn)生光子間相互作用的量子力學(xué)過程。 內(nèi)調(diào)制速率限制：電光時延 解決辦法是在 LD上持續(xù)加一個 IBias = Ith，但會降低消光比 ? ?2/12/1 1121???????? ??thphsp IIf???激光場的張弛振蕩頻率為： 直接調(diào)制頻率需小于張弛振蕩頻率。因 為在電脈沖開始作用時，激光器需要一個時延來獲得足以克服 光損耗的增益。 于是外量子效率可以通過下面的式子來定義： 在實際的實驗中，外量子效率一般通過 PI曲線的直線部分來估算，即： 標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體激光器，外量子效率典型值為 15%~20%。 10176。 機制： 1) 在橫向引入一個折射率分布實現(xiàn)對光模式的限制 2) 在橫向?qū)㈦娏鲊?yán)格地限制在有源區(qū)，使得 60% 的注 入電流用于發(fā)光 特點：輸出光束具有很好的準(zhǔn)直性、能工作在基橫模 橫向約束的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)：折射率引導(dǎo)型 光強 10176。 0176。每個波長稱為激 光器的一個縱模。2 L ≠ 2k? 假設(shè)相位變化 ?2 L=2m?) 光幅度放大 光相長放大 傳播五周的相位 5?/3 傳播五周的相位傳播四周的相位 4?/3 傳播四周的相位傳播三周的相位 ? 傳播三周的相位傳播兩周的相位 2?/3 傳播一周的相位 ?/3 傳播兩周的相位傳播一周的相位ej?當(dāng)光經(jīng)反射鏡 R1和 R2反射在腔內(nèi)往返傳播 2L回到原點之后，電場分量為： 能量為 h?的光子的輻射強度 E( 波長選擇 光反饋：光學(xué)諧振腔 1. 將工作物質(zhì)置于光學(xué)諧振腔 (FP腔 ) 2. 光的產(chǎn)生及方向選擇 1) 少數(shù)載流子的自發(fā)輻射產(chǎn)生光子 2) 偏離軸向的光子產(chǎn)生后穿出有源區(qū)，得不到放大 3) 軸向傳播的光子引發(fā)受激輻射，產(chǎn)生大量相干光子 3. 通過來回反射， 特定波長 的光最終得到放大，并被輸出 法布里－珀羅 (FP) 諧振腔 100% 90% 法布里 珀羅 (FP) 激光器立體圖 同質(zhì)結(jié)和 (雙 ) 異質(zhì)結(jié) 雙異質(zhì)結(jié)優(yōu)點：限制載流子和光子，降低對閾值電流的要求 閾值條件 光在諧振腔內(nèi)傳播 ， 包括： 1. 增益介質(zhì)的光放大 2. 損耗 ： A) 工作物質(zhì)的 吸收 B) 介質(zhì)不均勻引起的 散射 C) 端面反射鏡的 透射及散射 幅度條件：增益能克服損耗 相位條件：光經(jīng)反射回到初始位置時與原來相位一致 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? zhvhvgeEzE ??? 0g( 產(chǎn)生大量的受激輻射 2. 光反饋 224。 LED的調(diào)制特性 適當(dāng)增加工作電流 載流子壽命縮短 調(diào)制帶寬增加 一般地： f面 = 20~30 MHz f邊 = 100~150 MHz 不同載流子壽命下的 LED調(diào)制曲線 ?e = 1 . 1 n s?e = 2 . 1 n s?e = 6 . 4 n s1 0 0 1 0 0 01 00 . 11
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1