光收發(fā)設(shè)備概述-在線瀏覽
2025-03-24 03:57本頁面
【正文】 物質(zhì)的相互作用 ? 光可以被物質(zhì)吸收，也可以從物質(zhì)中發(fā)射。 19 3．光和物質(zhì)的相互作用 （ 1 ? 發(fā)射光子的頻率 ? ① 這個過程是在沒有外界作用的條件下自發(fā)產(chǎn)生的，是自發(fā)躍遷。 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。 ? ① 外來光子的能量等于躍遷的能級之差。 ③ 24 3．光和物質(zhì)的相互作用 ? 圖 37原子的受激輻射 25 激光器的工作原理 ? ? 要使得光產(chǎn)生振蕩，必須先使光得到放大，而產(chǎn)生光放大的前提，由前面的討論可知，是物質(zhì)中的受激輻射必須大于受激吸收。 26 激光器的工作原理 1．粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布與光放大之間的關(guān)系 2．激光器的基本組成 3．光學(xué)諧振腔 4．激光器的參量 27 1．粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布與光放大之間的關(guān)系 ? ? 要想物質(zhì)能夠產(chǎn)生光的放大，就必須使受激輻射作用大于受激吸收作用，也就是必須使 N2N1。 ? 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。 28 2．激光器的基本組成 ? 激光振蕩器必須包括以下三個部分： –能夠產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)， –能夠使工作物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的激勵源， –能夠完成頻率選擇及反饋?zhàn)饔玫墓鈱W(xué)諧振腔。 ? 在增益物質(zhì)兩端，適當(dāng)?shù)奈恢?，放置兩個反射鏡 M1和M2互相平行，就構(gòu)成了最簡單的光學(xué)諧振腔。 ? 工作物質(zhì)在泵浦源的作用下發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，成為激活物質(zhì)，從而有光的放大作用。 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。 21it1ln21rrlG ??? ??37 4．激光器的參量 （ 4 ? ? 光學(xué)諧振腔的諧振條件或稱駐波條件 qL2g ??38 半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)、工作原理及工作特性 ? 半導(dǎo)體激光器是有閾值的器件，它和發(fā)光二極管（ LED ? 光纖通信對半導(dǎo)體發(fā)光器件的基本要求有下列幾點(diǎn)。 （ 2）能長時間連續(xù)工作，并能提供足夠的光輸出功率。 （ 5 39 半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)、工作原理及工作特性 1．半導(dǎo)體激光器（ LD 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 40 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 用半導(dǎo)體材料作為激活物質(zhì)的激光器，稱為半導(dǎo)體激光器。 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。 ① 本征半導(dǎo)體的能帶分布。 ③ 在重?fù)诫s情況下， N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體的能帶分布。 45 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 圖 313 本征半導(dǎo)體的能帶分布 46 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 圖 314 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體重?fù)诫s能帶圖 47 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 圖 315 PN結(jié)空間電荷區(qū) 48 1．半導(dǎo)體激光器（ LD）的結(jié)構(gòu)和工作原理 ④ PN結(jié)外加正偏壓后的能帶分布以及激光的產(chǎn)生。 Ⅱ PN結(jié)形成后的能帶分析。 Ⅳ 激光的產(chǎn)生。 （ 2 ? 半導(dǎo)體激光器的光譜隨著激勵電流的變化而變化。 ? 54 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 ? 圖 319 GaAs激光器的光譜 55 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 ? 圖 320 GaAlAs/GaAs激光器的典型輸出光譜 56 2．半導(dǎo)體激光器的工作特性 （ 3 ? 激光器的閾值電流和光輸出功率隨溫度變化的特性為溫度特性。 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。 60 分布反饋半導(dǎo)體激光器 ? 圖 322 分布反饋半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖 61 分布反饋半導(dǎo)體激光器 1． DFB ? 在普通的半導(dǎo)體激光器中，利用在激活物質(zhì)兩端的反射鏡來實(shí)現(xiàn)光反饋。 ? 它相當(dāng)于在有源區(qū)的一側(cè)或兩側(cè)加了一段分布式布拉格反射器，起著衍射光柵的作用，因此可以將它看成 ? DBR激光器的特點(diǎn)和工作特性與 DFB激光器類似。 ? 量子阱半導(dǎo)體激光器還可分為單量子阱和多量子阱激 65 量子阱半導(dǎo)體激光器 ? 圖 324 量子阱半導(dǎo)體激光器 66 半導(dǎo)體光電檢測器 ? 光電檢測器是光纖通信系統(tǒng)中接收端機(jī)中的第一個部件，由光纖傳輸來的光信號通過它轉(zhuǎn)換為電信號。 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。 76 2． APD雪崩光電二極管 （ 2 ? 目前光纖通信系統(tǒng)中，使用的雪崩光電二極管結(jié)構(gòu)型式，有保護(hù)環(huán)型和拉通（又稱通達(dá)）型。 77 2． APD雪崩光電二極管 ? 圖 328 雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu)和能帶示意圖 78 光電檢測器的特性 1．響應(yīng)度 R0和量子效率 η 2．響應(yīng)時間 3．暗電流 ID 4．雪崩倍增因子 G 5．倍增噪聲和過剩噪聲系數(shù) F（ G） 79 1．響應(yīng)度 R0和量子效率 η ? 響應(yīng)度和量子效率都是描述這種器件光電轉(zhuǎn)換能力的一種物理量。 ?hfeRIR??00p0P80 2．響應(yīng)時間 ? 響應(yīng)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1