光纖通信第章光源與光發(fā)送機(jī)

第5章光源與光發(fā)送機(jī)光有源器件定義：需要外加能源驅(qū)動工作的光電子器件半導(dǎo)體光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL)半導(dǎo)體光探測器(PD,PIN,APD）光纖激光器（OFL:單波長、多波長）光放大器(SOA,EDFA)光波長轉(zhuǎn)換器(XGM,XPM,FWM)光調(diào)制器（EA）光開關(guān)/路由器光無源器件定義：不需要外加能源驅(qū)動工作的光電子器件光纖連接器（固定、活動,FC/PC,FC/APC）光纖定向耦合器/分支器光分插復(fù)用器（OADM)光波分/密集波分復(fù)用器（WDM/DWDM)光衰減器（固定、連續(xù)）光濾波器（帶通、帶阻）光纖隔離器與環(huán)行器（偏振有關(guān)、無關(guān)）光偏振態(tài)控制器、光纖延遲線、光纖光柵光器件與電器件的類比多波長光源DWDM光調(diào)制器光隔離器光耦合器光波長轉(zhuǎn)換光放大DWDM光色散補(bǔ)償光隔離器光環(huán)行器光波長轉(zhuǎn)換OADMDWDM光隔離器光環(huán)行器光開關(guān)可調(diào)諧濾波DWDMOXC光耦合器光調(diào)制解調(diào)光器件的應(yīng)用光器件的分類光電變換器件光開關(guān)與調(diào)制器件光放大器件光色散補(bǔ)償器件光網(wǎng)絡(luò)器件光電變換器件F-P腔激光二極管(LD)分布反饋布拉格激光器(DFB)分布布拉格反射激光器(DBR)外腔激光器與Q開關(guān)激光器發(fā)光二極管(LED)光纖激光器(OFL)垂直腔表面發(fā)射激光器(ECSEL)多波長光源與波長可調(diào)諧激光器光電探測器(PD、PIN、APD)

光調(diào)制器件幅度調(diào)制機(jī)械調(diào)制電光調(diào)制直接調(diào)制電吸收光調(diào)制(EA)相位調(diào)制偏振調(diào)制光電集成芯片(OEIC)光子集成芯片(PIC)光色散補(bǔ)償器件色散控制色散位移單模光纖非零色散位移單模光纖大有效截面單模光纖色散平坦單模光纖色散補(bǔ)償色散補(bǔ)償光纖模塊SOA色散補(bǔ)償光纖光柵色散補(bǔ)償色散管理光網(wǎng)絡(luò)器件光耦合透鏡（自聚焦透鏡、玻璃球透鏡）光連接器與光耦合器光隔離器與光環(huán)行器光濾波與光波分復(fù)用器件光起偏器與偏振控制器光波長轉(zhuǎn)換與光波長路由器件光調(diào)制解調(diào)器（Modem）光衰減器與光延時(shí)器件光開關(guān)與光交叉連接器件微光電機(jī)械芯片光放大器件摻鉺光纖放大(EDFA)摻鐠光纖放大(PDFA)摻釹光纖放大(NDFA)分布式光纖放大喇曼光纖放大(SRFA)布里淵光纖放大(SBFA)半導(dǎo)體光放大(SOA)

元件：Components器件：Devices模塊：Modules系統(tǒng)：Systems第三章有源光器件和

無源光器件3.1激光原理的基礎(chǔ)知識3.2半導(dǎo)體光源3.3光電探測器3.4無源光器件5.1激光的基礎(chǔ)知識5.1.1玻爾的能級假說5.1.2光子5.1.3自發(fā)輻射受激輻射和受激吸收5.1.4粒子數(shù)反轉(zhuǎn)其中E2和E1分別為躍遷前、后的原子能級能量，h為普朗克常數(shù)，ν為電磁輻射的頻率。5.1.1玻爾的能級假說h=6.6261×10-34Js能量最低的原子能級稱為基態(tài)能級，其它能量較高的原子能級稱為激發(fā)態(tài)能級。5.拆1.鵲2光子若原豈子從E2→E1，△E=岡E2–E1，這個(gè)蘆差△E將以醬一個(gè)砌量子劫的能彈量形處式釋右放，一個(gè)投量子萄的能濃量被驢稱為光子（ph允ot悶on）。一個(gè)移光子縱的能袍量Ep由下戴面的欲公式坑定義Ep=hν（3.家1.源3-效1）h是普醫(yī)朗克棕常數(shù)(h貴=6書.6格26×1封0-3素4J切?擱S)，而ν是光啞子的秤頻率氣。原子謝從高托能級→低能御級，對應(yīng)牌于光糟子的膠輻射塑；原墳子從含低能鏈級→高能蹈級，對應(yīng)咸于光白子的痕吸收介。處于雜高能碧級的愚原子闊自發(fā)攜的輻慶射一迎個(gè)頻休率為ν、能城量為E的光低子，悔躍遷擠到低正能級描，這秤一過耐程稱送為自俗發(fā)輻般射。籍是相臣位、逆偏振仗方向紀(jì)不同毫的非辟相干借光。E2E1N2N1h5.凍1.霉3自發(fā)比輻射棋受裳激輻六射和青受激熔吸收1自發(fā)郵輻射(s州po烏nt辣an達(dá)eo下us恥r另ad靠ia請ti迅on密)E2E1N2N1全同光子h2受激鍋輻射(s征ti其mu傘la使te剩d其ra消di驢at剖io找n)在能檢量為E的入斬射光諒子的這激勵(lì)天下，節(jié)原子娘從高也能級邀向低敢能級怎躍遷川，同羊時(shí)發(fā)耗射一卷個(gè)與衰入射溪光子氏頻率藝、相壤位、裙偏振瞧方向飲和傳撒播方涂向都誼相同適的另勞一個(gè)廊光子拖，這倡一過詳程稱仰為受狀激輻濕射。E2E1N2N1h上述粗外來穴光也竟有可承能被干低能癥級吸下收，史使原胞子從E1E2。在入余射光緣瑞子的賄激勵(lì)單下，原子邪從低透能級牧向高于能級頁躍遷祝，稱吵為受激吸收。3受激維吸收(s對ti議mu殼la營te比d睜ab脅so翼rp罩ti桿on思)自發(fā)始輻射應(yīng)是單隆向性匆的；受激豆躍遷教是雙罷向的;自發(fā)本輻射業(yè)概率些與光挨強(qiáng)無敗關(guān)；受激窗躍遷故概率平正比容于光盲強(qiáng)。自發(fā)衣輻射妖和受火激輻授射、閑吸收紗的區(qū)別壤：5.輔1.查4粒子趨數(shù)反暫轉(zhuǎn)在熱借平衡漲時(shí)，渠各能斧級的別粒子駐數(shù)目孩服從掀玻耳含茲曼槳統(tǒng)計(jì)社分布:即若E2>E1，則兩展能級形上的立原子報(bào)數(shù)目膠之比k=領(lǐng)1.兔38喝×1北0-2澆3J/圣K為玻料耳茲炭曼常俯量N2N1N2N1粒子珍數(shù)反剪轉(zhuǎn)（N2>N1）是做實(shí)現(xiàn)謊激光養(yǎng)放大匹的必互要條輸件。為了霞實(shí)現(xiàn)氣粒子伙數(shù)反棗轉(zhuǎn)，興就需藝要大舍量電騰子躍學(xué)遷到澡導(dǎo)帶縮慧，為熟此，益需要沖泵浦毅為躍句遷提談供能虹量。此外弄，還其需要麻亞穩(wěn)買態(tài)能逗級使綿激發(fā)腔的電羨子保輔持一搜段時(shí)舅間，嶺形成錫粒子蠶數(shù)反護(hù)轉(zhuǎn)。例如帝：T～103K；kT～1.掛38劍×1傲0-2旱0J～0.且08似6磚eV誘;在可盤見光護(hù)和近伙紅外舒，Eg單=h貼v=E2-E1～1e款V;說明屆基態(tài)耍上粒最子數(shù)荷最多拜。此非時(shí)脾受激么輻射泥概率<受激沫吸收回概率割，不救能產(chǎn)角生光鹽放大痛。例題1、假旋設(shè)一粥個(gè)激率光二澤極管現(xiàn)發(fā)出魚的紅診光的看波長λ=6爺50雨nm龜,那么體單個(gè)侵光子逗的能伐量是男多少尤？解：Ep=hν=h?c革/λ={[駐6.彎6×10-3供4J揚(yáng)?獎(jiǎng)S]×[紙3承×1遷08m/心s]}/救65泄0×1杏0-9m=戚3.擱04×10-1諒9J2、LD波長λ=6龜50絮nm昆,光能塵量P=擋1m言W,這個(gè)面光源六每秒度發(fā)射掉多少虹光子胳？解：繭總能超量E=P×1s燙=1×10-3W×1s=1×10-3J這個(gè)必能量逼等于E=Ep×N朋,其中N是光句子的荷數(shù)量肺。所以N=睛E/艱Ep={1×10-3J}轎/{3.釘04×10-1寫9J}=3.花3×1015，也就烘是3.之3千萬脆億。5.襖2半導(dǎo)控體光甘源5.貢2.咸1半導(dǎo)亦體激鄰光器叮的特笨點(diǎn)和顧應(yīng)用5.蘇2.守2半導(dǎo)挖體激堂光器量（LD）5.疾2.退2發(fā)光業(yè)二極竊管（LE男D）5.僅2.券1半導(dǎo)怖體激懸光器蹄的特旗點(diǎn)和苗應(yīng)用半導(dǎo)論體激汁光器烤是通殘過受激客輻射產(chǎn)生而光的麻器件宰。受激筑輻射綠的特旱征：腸一個(gè)外來揚(yáng)光子絕迫使一個(gè)添帶有趁類似呼能量E的光其子被洗發(fā)射賺；所括有受配激光不子的印發(fā)射建方向轉(zhuǎn)都與爆激發(fā)糟他們掩的光柔子相愚同；圖受激如光子倍僅在僑有外井來光哄子激碧發(fā)他家們的蓋時(shí)候雨才輻蜂射→同步的。形成正反回饋的方濃法：役用兩窮個(gè)鏡涂面、眨光柵蹈形成茫諧振倚器。受激良光子扛快速憐增加內(nèi)需要蛋導(dǎo)帶巖中有泰無數(shù)才受激擇電子憐來維云持這枝個(gè)動塑態(tài)過頌程。資因此竹需要群比LE戒D快得喇多的疤速度身來激兄活電產(chǎn)子，奔需要處粒子波數(shù)反寫轉(zhuǎn)。慶為了獲實(shí)現(xiàn)粒子專數(shù)反司轉(zhuǎn)，需重要在鼻激活身區(qū)加蹲大的愧正向批電流纖。為了攜使激齊光二軋極管改產(chǎn)生增光，增益吵必須侮大于膚損耗。綜上筋所述琴，半墻導(dǎo)體亂激光愁器的館激射歌條件改為：粒子嚴(yán)數(shù)反毅轉(zhuǎn)受激輻射正反彼饋5.仔2.晌2半導(dǎo)案體激殖光器登（LD）FP師-L飲D-框--宏-法布匹里-泊羅價(jià)激光皂器DF臂B-素LD睛—分布尤反饋責(zé)激光上器DB躍R-L鹿D--損-分布醬反射蟲激光曠器QW衡–LD包--篩--量子繼阱激光裹器法不界里-泊羅赤激光緒器Fa福br拌y-妖Pe支ro欣t灣(F毯P)扶L手as艱er多縱家模(M虜LM述)光譜“著名”的半杠導(dǎo)體鏈激光膨器最早墓用于陜光纖迷鏈路(8跟50患o(jì)惜r近13梁00柿n晌m)今天:用于焰短或癢中等王長度止的光摟纖鏈揚(yáng)路主要詢性能犬指標(biāo)主要仰用于胳波長85利0淋or品1陣31誘0浸nm總輸竹出功湯率大尤于幾mw光譜梅寬度3呼to爸2碌0翁nmMo帥de也s薦pa腐ci委ng公0隔.7范t毅o謙2驢nm高偏訂振相干督長度絲式約為1呀to屬1講00厭m亭m小的NA引(光易物于耦鴿合進(jìn)將光纖)Ppe找akI(急mA督)P(片mW番)閾值λ餅(nm菊)FP列-L醫(yī)D的結(jié)廉構(gòu)FP宣-L董D管芯啊示意柔圖FP販-L晝D的工婆作原五理要實(shí)杰現(xiàn)FP貴-L債D激射吳，必過須滿另足幾饅個(gè)基控本條短件：要有猾能實(shí)麥現(xiàn)電須子和馬光場政相互厭作用芹的物還質(zhì)；要有禮注入脹能量帳的泵繩浦源倉；要有澆一個(gè)F-塞P諧振屑腔；必須嫂增益裝大于僻損耗要滿姨足振租蕩條理件:λ=2n患L/個(gè)N。其中L是鏡棒間距縱，N是一隱個(gè)整禽數(shù)，n為諧技振腔遷內(nèi)折鞋射率畜，λ是光排波長泊。a)任意剛波注爆入時(shí)邊的FP貢-L焰Db)駐波紙注入均時(shí)的FP榜-L僑D例如攀：如果L=房誠0浮.4多mm星=蜻40粗0μm，n=施1而λ=慰1石30欣0nm波=連1.模3μm則N劉=居61姻5諧振滲器支封持的尚波長們?yōu)?3歲00nm=2nL/兵N，但其括也支冊持：2L鑰(N±1),協(xié)2柄L(迷N±2),等等熄波長提。這貝些諧飼振器順選擇拴的波喂長叫撫縱模滲。當(dāng)暖諧振刻器的晝長度注增加玩或減資少時(shí)流，激記光器余就從另一個(gè)漸縱模要轉(zhuǎn)向巨另一斬個(gè)，夜被稱暑之為壯跳模漏。因?yàn)棣丝?瞞2nL/撿N，所以密相鄰尸兩個(gè)石縱模朋的間脹隔λN–λN+孟1≈穴2nL/巧N2=λ2/2nL1、必鍬須增增益大村于損壇耗：激光免出射翠條件2、活榴性介懲質(zhì)只伴能在將很小示的波想長范摸圍內(nèi)海提供那增益抹（λ<h睬c/某E）。珠諧振臥器和囑活性洋介質(zhì)新共同鐮作用全的結(jié)業(yè)果，凝只有讀幾個(gè)嗽落在勢增益腦曲線逐內(nèi)的堤諧振斜波長桶才能蛛被激材射。Ppeakλ(nm)相鄰鼓兩個(gè)方縱模臺的間仿隔λN–λN+咳1≈λ2/2nL當(dāng)諧滴振器覽的L=據(jù)0.枝4m萄m,辨n剩=1，工鴉作在λ=董13融00題n谷m附近桂時(shí)，于計(jì)算將出λN–λN+歐1≈荒2.凡1nm，假固設(shè)增益謎曲線島的線若寬等晃于7nm，則這中種活性撈介質(zhì)潛可支賓持3個(gè)縱隸模。c)增益塔損耗舒曲線味和可覽能的后縱模d)實(shí)際箭的多傅模輻圍射FP福-L載D的光壘譜寬紐奉度為諷縱模男包絡(luò)秋光功評率最巾大值毅一半域時(shí)的誓帶寬盆。分布轟反饋樸激光顯器Di漿st垃ri剪bu嫌te救d居Fe互ed萄ba孔ck漆(劫DF印B)池L惡as巨erPpeakSMSR單縱布模(S液LM晉)光譜高性饒能的忍通信悉激光幣器價(jià)格落貴(難于對制造)長距靜離干榮線偉或DW軌DM系統(tǒng)主要很性能戲指標(biāo)主要毫用于15奶50波n泥m總輸向出功令率3匹to龍5捎0眠mw譜線肆寬度10蹤蝶t猴o溪10面0動MH角z錯(cuò)(0引.0洞8命to搜0榜.8希p眨m)邊?；乓种频奖?S泉MS抖R)老:納>爺50勤d段B相干巴長度搶約為1背to蝦1姿00柿m小的NA明(光易什于耦部合進(jìn)熱光纖)λ為了炕減少寄線寬伏，需違要激夠光管悼只發(fā)東射一娛個(gè)縱憐模。分布尺反饋亭激光怪器實(shí)宿現(xiàn)這施個(gè)功皇能。其在鵲激活蹤蝶區(qū)附移近的押異質(zhì)戲結(jié)中別合并早了光壺柵，舟其工炭作原蠅理與甩鏡子手類似立，但菜他僅現(xiàn)選擇耀反射娃波長爭為λB的光丑。2∧匠nef質(zhì)f=λB“反饋漆”是膠指；嬌使受導(dǎo)激光縫子返英回活停性介偵質(zhì)；“分截布”猜是指蔑；反賤射并冠不僅諒僅發(fā)光生在宇一個(gè)胖點(diǎn)上事。二十艘世紀(jì)憑六十燒年代辰提出屋，二壤十世蚊紀(jì)八黑十年鼠代商礦品化懸。改進(jìn)明方案燙：DB糠Ra)分布弟反饋章激光膝器b)分布喇反饋踏工作既原理c)實(shí)際域單模菌輻射activen-DBRp-DBR分布侍布拉梢格反鞋射(D鍵BR約)鏡交替離的半旗導(dǎo)體僻材料尤層40到60層,每層筒厚度l/普4光束錫的匹稿配與沖光纖座更接若近主要秋性能尖指標(biāo)波長餡范圍78倆0咳to喜9統(tǒng)80潛n嫌m則(g刮ig喬ab艘it獲e卸th屬er蛋ne唇t)譜線居寬度<1荒nm輸出克功率>-默10薯d請Bm相干鉛長度10叔c很m坐to適10擇mNA變0今.2渡t禍o倡0.攀3量子擦阱激壞光器為了冰提高煤發(fā)射饒效率梁，使益用特保殊制費(fèi)造技誕術(shù)來斧得到愈特別受薄的湖激活歐區(qū)（4n像m—球20煌nm），喚稱為者量子究阱（QW）激站光器陵。a)單量黑子阱餅激光霧器MQ敢W激光匙器是喊用超宵薄膜鼓（厚鎖度〈2齒0n干m〉形成蠟有源寬層，掀能呈恐現(xiàn)量斬子效豈應(yīng)的虎異質(zhì)讀結(jié)半北導(dǎo)體獅激光毯器，右普通臟半導(dǎo)牌體激姥光器奮的有笑源層炎厚度假為幾骨百納主米到壺幾千國納米姿。電言子在詢有源產(chǎn)層的趁運(yùn)動睛是三俗維的被，當(dāng)酸有源歉層的瓜厚度鮮減小因到20溜nm而與但電子括的自鵲由程絕接近徒時(shí)，橋電子窩就不保能在惑層厚于方向臂做自批由運(yùn)友動，災(zāi)只能特在層隙面內(nèi)飯作橫問向運(yùn)診動，屯電子僅能量銀變成慚一個(gè)遲個(gè)離教散值安，即疼呈現(xiàn)炒量子采效應(yīng)奏，有蘇源層醒由多針個(gè)薄羞層構(gòu)坦成，閘由于比載流捉子和摘光子際被限艷制在汗薄層蓋之內(nèi)星，從喜直觀蝦來看吧就是宗載流災(zāi)子和豪光子原都很跡集中盛，因尾此容它易發(fā)襖生激萄射。多量羽子阱盾激光奮器MQ基W-布LDMQ不W激光川器的狡優(yōu)點(diǎn)元：步（1）閾茄值電柔流小慮，由交于其鼠結(jié)構(gòu)孩中“露阱“批的作源用，辯使電喉子和才空穴誘被限乳制在略很薄籮的有趁源區(qū)交內(nèi)，丹造成竊有源革層內(nèi)駱粒子世數(shù)反霸轉(zhuǎn)濃修度很爹高，道因而抓大大擠降低農(nóng)了閾兇值電駱流，梢由于種閾值左電流拐的降公低，善還帶躬來了是功耗堅(jiān)低，垂溫度督特性灘好的悅優(yōu)點(diǎn)扒。凳（2）線午寬變神窄。郵由于敞量子乎阱中喜帶間申復(fù)合拌的特何點(diǎn)，嗚造成挨線寬德增大遍系數(shù)a變小嚷，從府而減麥小了雷光譜坑中的敘線寬許，同煤雙異棵質(zhì)結(jié)惠激光秧器相岸比，華縮小序了近制一倍慚。貴（3）器求件的老微分垂增益摘高，架注入顆電流規(guī)的微麗小變悉化能簽夠引法起光熊功率艱的較靠大變獲化。課（4）調(diào)打制速蓄度高奏。工婆作頻蒼段可窩達(dá)30屬GH贈Z。播（5）頻咬率啁它啾小毅，動愧態(tài)單逐縱模磨特性社好，醫(yī)縱模梅控制哨能力害強(qiáng)。5.密2.伍3發(fā)光圍二極示管（LE括D）面發(fā)晶射發(fā)煙光二脹極管SE姥LE須D邊發(fā)楚光發(fā)捕光二亦極管EE倒LE滿D超輻晶射發(fā)驗(yàn)光二畜極管SL遼DLE殖D的主區(qū)要性匯能指揪標(biāo)5.虧2.柜2發(fā)光翼二極冠管Li土gh崇t-絕em壞it捷ti巨ng飯D維io怠de矩(圈LE欣D)P-3dBPpeakBW具有橋體積腰小,機(jī)械隊(duì)強(qiáng)度揉高,壽命吃長,電壓貍低,電流唱小(數(shù)毫熄安或冒數(shù)十概毫安),耗電域省,響應(yīng)譽(yù)速度鐵快,易用導(dǎo)電流旦調(diào)制燈光通兼量和按使用泳方便珠等優(yōu)經(jīng)點(diǎn).由于古它所錯(cuò)需要達(dá)的電盒壓低,能與壘集成相電路緩或晶銷體管漸共用趙電源,或用污晶體殲直接串控制致它發(fā)羊光,能方培便的考與光剝纖進(jìn)親行耦鬧合,因此,L紋ED在光熱纖通信領(lǐng)域題獲得閱廣泛猛應(yīng)用.λLE洗D的結(jié)荷構(gòu)光纖寄通信碑用的訓(xùn)發(fā)光劫二極樓管（LE中D）通裙常是脈采用Ga萌As為襯燦底的Ga脖As或Al黨Ga鍛As和In顧P為襯棗底的In近Ga賀As或In拼Ga輛As張P材料赴制成廉。用Al迷Ga行As俊/躬Ga衰As制作零的LE陳D其峰旱值發(fā)蓬射波朝長在0.放8~0.蒸95枕該m范圍陰內(nèi)，喘用In染Ga遵As民P/In蓄P制作療的LE紫D其峰嚴(yán)值發(fā)贈射波闖長為1.恩31陣鋒m和1.線55狐辰m。要使LE諸D發(fā)光政，有截源層告的半籍導(dǎo)體薯材料脖必須木是直古接帶剝隙材沖料，捷越過具帶隙剃的電勵(lì)子和他空穴揮能夠跑直接何復(fù)合鍋而發(fā)笑射出亦光子若。為銜了使哭器件浪有好曾的光潮和載芬流子瘡限制拆，大藏多采業(yè)用雙且異質(zhì)從結(jié)（DH）結(jié)柏構(gòu)。面發(fā)挽射同濁質(zhì)結(jié)發(fā)光材二極紅管的本基本貸類型圖3.憤2.觀2–1置L肅ED結(jié)構(gòu)哪截面止圖分為畢：面發(fā)菊射SE以LE恩D、邊違發(fā)射EE冶LE拌D和超屈輻射SL蹦D。這煉里介梅紹前兩種騾。1、面侵發(fā)射LE日D（SE叫LE主D）出光梨條件踏：產(chǎn)態(tài)生光們子的控地方旁（有斗源區(qū)襯）；窩諧振罩腔（剃上、且下面醫(yī)），佩限制否載流色子和球光子息的路那徑。特點(diǎn)堡：驅(qū)動盛電流芳大、夏出光舅功率替高、裁溫度賴特性盞較好旨；帶勸寬較減小。LED結(jié)構(gòu)截面圖邊發(fā)射雙異質(zhì)結(jié)出光熟條件帽：產(chǎn)罩生光評子的汗地方軋（有瀉源區(qū)責(zé)）；帖諧振塵腔側(cè)類邊限齊制載況流子叨和光行子的蘭路徑門。光纖伙通信固用的LE方D多采旦用邊做發(fā)光庸型LE戶D。因產(chǎn)為邊揚(yáng)發(fā)光喝型LE陽D有與灑激光產(chǎn)管相晉似的夏結(jié)構(gòu)潤，與伸光纖爺耦合善效率酬較高殘，帶廊寬較阻寬，筋線寬顧較窄啄。2、邊納發(fā)光LE側(cè)D（EE巡壽LE引D-雷ed搭ge規(guī)-e彈mi守tt玩in菊g鑄LE沒D）介于LE譯D和LD之間岸的光仆源。在高晃電流枕強(qiáng)度盛下，據(jù)用雙惰異質(zhì)睡結(jié)結(jié)輕構(gòu)構(gòu)即成有顫源區(qū)米。但SL額D沒有漏正反傻饋，催僅能瀉自發(fā)鈴輻射尸光。記所以SL段D比通培常的LE滅D功率勵(lì)更強(qiáng)攜，限疫定性跨更好擦，但粒是，賺在單明色性捎、定手向性挺和相泰干性星方面禍，不縣如LD。SL奴D在光榜通信閥中較昂少使躁用，負(fù)多用顆于寬愿帶測音量光牌源。2、超輻你射發(fā)干光二散極管SL針D（Su嘉pe炭r-容lu錄mi河ne桑sc熟en醫(yī)t世Di圍od格es）LE弦D的工鴿作原葬理值得怨注意貴的是盲，對令于大僅量處情于高牙能級慚的粒紛子各蛛自分季別自舍發(fā)發(fā)州射一劇列一駐列角扯頻率所為ν=Eg/h的光萍波，律但各掙列光飲波之痛間沒維有固貼定的捷相位坡關(guān)系咬，可允以有扶不同菌的偏道振方細(xì)向，摸并且衣每個(gè)薪粒子咐所發(fā)來射的甚光沿捧所有腔可能街的方斜向傳泊播，旁這個(gè)跟過程肢稱之將為自襲發(fā)發(fā)侄射。魚其發(fā)慰射波售長λ可用肉下式撫來表盯示λ=1京.2序39尿6/靜Eg半導(dǎo)首體發(fā)捆光二堡極管(L給ED盛)是在咬正向除偏置袋時(shí)p-酸n結(jié)內(nèi)肚的電弱子和批空穴駕復(fù)合跌產(chǎn)生涂光子云的電鑄致發(fā)追光器聯(lián)件.Ga寇As的Eg=1譯.4尺35績eV翁,故可殖用它旱來制豎作0.在85m波長獸的紅子外LE崇D，In開Ga貸As努P的Eg=晝0.守75~1.浸3寄5e記V，對應(yīng)街的發(fā)驕射波慎長為1.技65~0.9貼2報(bào)m，考扮慮到柳光纖朝的低布損耗蹈窗口紅，In塔Ga種As匹PLE借D的發(fā)扎射波付長選夢為1.狐31康眠m和1.廚55蕩陡m。光功役率P=狡N光×E/虧t，而豬光子韻數(shù)目N光=N電×疼η（N電：受盲激電腹子數(shù)戶目；η：量潑子效彈率；E：能期量；t：時(shí)偽間。I=N電×e/現(xiàn)t→N電=催It透/e→P=N電×投η×E/t豆=It蛛/e×政η×E/t那=I×剃η×E/e其中突：E的單燈位是鞠焦耳子，如棵果用劇電子矩伏特eV來度吃量E，I的單湯位是mA,則：P(m架W)=I(m丙A)×儀η×E(e睡V)∝I主要懸性能抗指標(biāo)波長番通常衰為：78崗0,純8寧50園,降13簽00摘n眼m總輸墳出功絕率大猾于幾W~mW光譜垃寬度30~10饒0結(jié)nm相干份長度區(qū)約為0.季01~0.犁1膛mm偏振否較小柿或不陣偏振大的NA聾(難于貧將光珠耦合隨進(jìn)光速纖)3、LE礦D的主誰要性志能指侵標(biāo)SL舅ED的P-貫I特性LE壘D的P-驕I特性是指兇輸出粉功率屠隨注球入電吐流的刃關(guān)系。LE曬D的輸江出功萌率P與注料入電擋流I的關(guān)騎系為:p疏=紅aI，表拖明LE廣D的P-墨I(xiàn)曲線駱應(yīng)該孔具有如線性皆關(guān)系.但實(shí)突際上樓只有翻在注躺入電萬流I較小懶時(shí),它們劃才具爬有近孝似的袖線性賞關(guān)系,當(dāng)注鏟入電裳流I較大腰時(shí),P招-I曲線歉會出笑現(xiàn)飽湯和現(xiàn)外象.LE斃D的P-該I特性驅(qū)動死電流勵(lì)（mA）876543210輸出絞光功思率(m杜W)LE勇D的耦霉合效巡壽率LE耽D的發(fā)色射功菜率盡畢管可華以超特過10故mw副,但因思與光掃纖的洗耦合櫻效率譯很低,從光用纖中笛輸出輸?shù)墓饫K功率衛(wèi)最大銷也只屠能達(dá)貿(mào)到10亭0姓u醉W左右(損耗20衫dB左右).耦合財(cái)輸出磁光功更率(uW)驅(qū)動蝦電流扎（mA）a)面發(fā)朱射LE全D（朗榆伯源引）b)邊發(fā)那射LE良Dc)雙異像質(zhì)結(jié)LE落DLE射D的輻稍射模腿式LE落D的溫司度特聾性當(dāng)溫說度上辟升時(shí)蚊，功艇率下器降。~2d炕B/俘65oC.LE償D的波倉長和最光譜伏寬度峰值翁波長λp由禁咽帶寬串度決苦定。脹一般株給出球最大霞最小幅值，歸如AM云P公司帶的SL首ED為12賺90壯nm和13潮50栗nm；而EE攝LE鳥D為12剝70消nm和13論30誘nm。光太譜寬袋度Δ盼λ是用顛半最雁大寬肆度FW愈HM來度數(shù)量，粉如圖怪。當(dāng)奮溫度端升高何，Δ克λ變大相；0.墓38閣nm幼/oC。當(dāng)奏正向婚電流銀增加衛(wèi)，Δ金λ變大依；0.赴69泥nm綁/mA。某SL儀D的光飄譜特鏡性LE北D的電摸特性包括啟：正籃向電聞壓、拾電容想和漏邪瀉電失流。制作炎商通沸常給快出U-頂I關(guān)系婚：LE療D的U-散I特性荷是指正向識壓降隨注叉入電稿流的露關(guān)系。當(dāng)I=控10哀0m番A時(shí)，膊正向?qū)鶋航低低ǔ]小于2V謎,反向弄擊穿拆電壓2-材4V，串栽聯(lián)電理阻1-略4Ω。LE涼D的伏域安特濁性如綁圖所示百。正向電流（mA）(250C)正向電壓（V）是根茫據(jù)脈腹沖最商大值炒的10姑%到90疲%的時(shí)追間來久定義甲的。袖如右斷上圖是。理遭想的政階躍劣型脈田沖響幣應(yīng)如絲式圖虛衰線所基示；販實(shí)線支為由方于上繡升/下降罩時(shí)間叫造成飲的脈自沖失潤真。上升/下降選時(shí)間其中佩：τ為載冶流子憂壽命夸；C為LE拔D的電質(zhì)容；T?K表示竿開爾妹文絕忌對溫糊度。概（0?C=背27校3?K）歸一化輸出功率電流（mA）上升/下降嗚時(shí)間砍表明杰輸出充光脈名沖是添怎樣策隨著慕電調(diào)梯制而俗改變逆的。察如右溪下圖逐。上升/下降搬時(shí)間電調(diào)號制帶鵝寬BW是指林當(dāng)電隔功率膜衰減脫到0.剪70慘7時(shí)的啊調(diào)制窯頻率科范圍陽。在共電子捕學(xué)中嗎有其雞與上游升時(shí)傲間關(guān)丹系式肢：BW向=0曠.3冰5/束t1LE匙D調(diào)制決帶寬是在逮輸出箏光功倘率下聯(lián)降到-3笨dB時(shí)的覺頻帶開寬度詳。LE注D的頻逃響受復(fù)合猜壽命τ的影研響，泡其關(guān)煎系為館：BW竄=Δω3d毫B=1償/τ調(diào)制堤帶寬BW即：臭增加LE騎D的帶集寬是以登輸出么功率熟為代澡價(jià)。功率跨帶寬廣積5.江4光發(fā)滴送機(jī)下圖露示出賴單向映傳輸準(zhǔn)的光煮纖通負(fù)信系專統(tǒng)，唯包括發(fā)射、接收和作勉為廣屋義信捎道的聞基本光纖衰傳輸嶼系統(tǒng)。5.歲4光發(fā)職射機(jī)槐簡介?數(shù)字椅光發(fā)蓬射機(jī)的功能:?電端蔥機(jī)輸迷出的苦數(shù)字仔基帶電信號齊轉(zhuǎn)換撞為光信號?用耦蓋合技遙術(shù)注入光纖廳線路?用數(shù)玩字電配信號塊對光槳源進(jìn)底行調(diào)制?調(diào)制樓分為直接要調(diào)制和外調(diào)雜制兩種據(jù)方式受調(diào)段制的泰光源吩特性卷參數(shù)辛有：功率約、擠幅度閣、頻貓率和擾相位直接煮光強(qiáng)而數(shù)字女調(diào)制宏原理當(dāng)激當(dāng)光器狗的驅(qū)慈動電鍵流大枯于閾躺值電提流Ith時(shí)，慢出光碰功率P和驅(qū)節(jié)動電個(gè)流I基本克上是線性蛙關(guān)系輸出光功帶率和輸入導(dǎo)電流成正麥比，輸出仇光信刻號反盟映輸股入電旱信號潔。輸出柏光信耐號pItIin輸入暢電信請?zhí)杙I（a）發(fā)光硬二極慚管（LE父D）數(shù)曬字調(diào)陰制原塔理輸出乒光信株號輸入漏電信兆號IinIthIb(b母)半導(dǎo)胃體激震光器榮（LD）的釋數(shù)字夢調(diào)制窗原理直接泛光強(qiáng)叮數(shù)字懸調(diào)制害原理光發(fā)朱射機(jī)芝基本景組成數(shù)字拔光發(fā)捎射機(jī)的方難框圖只如圖竄所示肚，主職要有光源和電路兩部旁分。輸入接口線路編碼調(diào)制電路光源控制電路電信號輸入光信號輸出圖4.工2數(shù)字榮光發(fā)屆射機(jī)翁方框要圖光源是實(shí)挑現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)郵換的娛關(guān)鍵辨器件武，在研很大引程度叼上決稼定著乎光發(fā)漠射機(jī)低的性也能。電路段的設(shè)謀計(jì)應(yīng)造以光源為依轉(zhuǎn)據(jù)，括使輸出叢光信援號準(zhǔn)確寬反映輸入蝦電信默號。直接兆光強(qiáng)賽調(diào)制撈的數(shù)摔字光元發(fā)射搜機(jī)主要案電路昌有:調(diào)制表電路努、控繪制電濾路和呼線路桌編碼逐電路1.光源對通竿信用蚊光源削的要產(chǎn)求如冠下(1同)考慮損耗和色散兩個(gè)全傳輸珍特性發(fā)射榴的光穩(wěn)波長戶應(yīng)和爆光纖低損津耗“窗口”一致五，即每中心擱波長繪應(yīng)在0.鍛85憑μ瞧m、1.召31飾μ庸m和1.鼓55依μ悠m附近勺。光譜黑單色運(yùn)性要飯好，楊即君譜線撒寬度疤要窄，撈以減應(yīng)小光郊纖色散對帶五寬的熟限制敘。(2演)電/光轉(zhuǎn)螺換效品率要高葬，即殘要求敘在足慚夠低蛇的驅(qū)辨動電般流下齒，推有足只夠大覆而穩(wěn)損定的