激光器及光發(fā)射機(jī)ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-16 08:54本頁(yè)面
【正文】 DBR LD。這是因?yàn)閷?duì)激光器進(jìn)行脈沖調(diào)制時(shí)，注入電流不斷變化，使有源區(qū)里載流子濃度隨之變化，進(jìn)而導(dǎo)致折射率隨之變化，激光器的諧振頻率發(fā)生漂移，動(dòng)態(tài)譜線展寬。 激光器的發(fā)射光譜隨調(diào)制電流變化的情況 動(dòng)態(tài)單模半導(dǎo)體激光器： ?實(shí)現(xiàn) LD單縱模工作的方法： ?采用短腔結(jié)構(gòu)， 增大相鄰縱模間隔 ,使增益譜線范圍內(nèi)只有一個(gè)譜線存在，短腔制造困難， LD輸出功率低。 ?單縱模 LD的性能通常由 邊模抑制比（ MSR） 來(lái)表征，定義為 MSR=Pmm/Psm Pmm為主模功率； Psm為最大邊模功率。 7. 影響發(fā)射波長(zhǎng)的因素： ? 對(duì)于 DFB激光器，影響發(fā)射波長(zhǎng)的因素：管芯溫度；工作電流；光反射（利用隔離器減小） ? 比較而言，溫度變化是波長(zhǎng)漂移的主要因素。 ?線寬是 LD輸出光譜的另一個(gè)重要參量。 LD輸出的有限線寬源于兩個(gè)因素： ?一是激光腔內(nèi)自發(fā)輻射引起的光場(chǎng)相位脈動(dòng) ?二是載流子濃度脈動(dòng)引起的折射率變化，使光腔諧振頻率發(fā)生變化。但在對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行脈沖調(diào)制時(shí)，激光器往往呈現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)性質(zhì) —— 光電瞬態(tài)響應(yīng)。是激光器內(nèi)部光電相互作用所表現(xiàn)出來(lái)的固有特性。 張弛振蕩和自脈動(dòng)的結(jié)合。 光電瞬態(tài)響應(yīng)波形： 1. 電光延遲 ?原因： 激光輸出與注入電脈沖之間存在一個(gè)時(shí)間延遲，一般為納秒量級(jí)。 上升時(shí)間：從額定功率的10％升到 90％所需的時(shí)間 下降時(shí)間：從額定功率的90％降到 10％所需的時(shí)間 ?當(dāng)注入電流從零快速增大到閾值以上時(shí)，經(jīng)電光延遲后產(chǎn)生激光輸出，并在脈沖頂部出現(xiàn)阻尼振蕩，經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期后達(dá)到平衡值。 ?造成自脈動(dòng)的機(jī)理涉及量子噪聲效應(yīng)、有源區(qū)的缺陷及溫度感應(yīng)的變化等因素。 3. 自脈動(dòng) 碼型效應(yīng)： 由于瞬態(tài)性質(zhì)，輸出光脈沖會(huì)出現(xiàn)碼型效應(yīng)。 消除方法： 增加直流偏置電流。在電流脈沖持續(xù)階段，輸出光功率隨時(shí)間而減??；而當(dāng)電流脈沖過(guò)后，輸出光功率隨時(shí)間而增加。是激光器的另一種瞬態(tài)調(diào)制效應(yīng)。 ? 帶有頻率啁啾的信號(hào)在單模光纖中傳播時(shí)，在色散作用下，將增大非線性失真。 ? 解決辦法：采用外部調(diào)制器。 第三章 激光器及光發(fā)射機(jī) 半導(dǎo)體激光器 法布里 珀羅型激光器 FP LD 分布反饋激光器 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)。 ? 調(diào)制信號(hào)啁啾小。 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。 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。它對(duì)應(yīng)光的自發(fā)發(fā)射過(guò)程，是一種 非相干光源 。 ? 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 。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 。 ? 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)。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
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