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回到目的地——实现光纤通信7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动调制频率或调制带宽是光通信用LED的重要参数之一,它关系到LED在光通信中的传输速度大小,LED因受到有源层内少数载流子寿命的限制,其调制的最高频率通常只有几十兆赫兹,从而限制了LED在高比特速率系统中的应用,通常LED的应用主要局限在低带宽和局域网上。调制带宽是衡量发光二极管的调制能力,其定义是在保证调制度不变的情况下,当LED输出的交流光功率下降到低频率值的一半时(3dB)的频率就是LED的调制带宽,它可以表示为 式中,τ为载流子的寿命。为了提高带宽,希望缩短载流子的寿命,可以通过增大有源层的掺杂浓度和提高注入少子浓度改善带宽性能,但是带宽的增加却会使得LED输出光功率下降。例如面发射GaAIAs发光管最高功率可达15mW,而3dB带宽为17MHz;当最大调制带宽为1.1GHz时,功率降低至0.2mW。LED的输出功率与调制带宽的乘积是一个常数 调制频率或调制带宽是光通信用LED的重要参数之一,它关系到LED在光通信中的传输速度大小,LED因受到有源层内少数载流子寿命的限制,其调制的最高频率通常只有几十兆赫兹,从而限制了LED在高比特速率系统中的应用,通常LED的应用主要局限在低带宽和局域网上。调制带宽是衡量发光二极管的调制能力,其定义是在保证调制度不变的情况下,当LED输出的交流光功率下降到低频率值的一半时(3dB)的频率就是LED的调制带宽,它可以表示为 式中,τ为载流子的寿命。为了提高带宽,希望缩短载流子的寿命,可以通过增大有源层的掺杂浓度和提高注入少子浓度改善带宽性能,但是带宽的增加却会使得LED输出光功率下降。例如面发射GaAIAs发光管最高功率可达15mW,而3dB带宽为17MHz;当最大调制带宽为1.1GHz时,功率降低至0.2mW。LED的输出功率与调制带宽的乘积是一个常数 7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动一种扩散条形激光二极管拱棱波导条形激光二极管7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动LD的P-I特性7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动7.1光源及其驱动影响光源稳定性的因素驱动电流对LED光谱的影响温度对LD光谱的影响光源的驱动类型光源的驱动类型设计要素:稳恒电流发生设计要素:稳恒电流发生设计要素:电流调节控制设计要素:ACC电路(一)设计要素:ACC电路(二)设计要素:自动温度控制温度控制电路(一)温度控制电路(二)设计要素:APC电路APC电路(一)APC电路(二)电路保护:限流电路保护:慢启动慢启动电路电路保护:电源滤波电路保护:电路退耦电路保护:接地与屏蔽7.2探测器与放大电路7.2.1光检测器的工作原理光检测器的作用是将接收到的光信号转换成电流信号。其工作过程的基本机理是光的吸收。当能量超过禁带宽度Eg的光子入射到半导体材料上时,每一个光子若被半导体材料吸收将会产生一个电子-空穴对,如果此时在半导体材料上加上电场,电子-空穴对就会在半导体材料中渡越,形成光电流。 光检测器的工作原理左侧入射的信号光透过P+区进入耗尽区,当PN结上加反向偏置电压时,耗尽区内受激吸收生成的电子-空穴对分别在电场的作用下做漂移运动,电子向N区漂移,空穴向P+区漂移,从而在外电路形成了随光信号变化的光生电流信号。耗尽区的宽度由反向电压的大小决定。符号P+表示重掺杂区。PIN光检测器 PIN光检测器也称为PIN光电二极管,在此,PIN的意义是表明半导体材料的结构,P+和N型半导体材料之间插入了一层掺杂浓度很低的半导体材料(如Si),记为I,称为本征区。 APD光检测器 APD光检测器也称为雪崩光电二极管(AvalanchePhotodiode),其工作机理如下:入射信号光在光电二极管中产生最初的电子-空穴对,由于光电二极管上加了较高的反向偏置电压,电子-空穴对在该电场作用下加速运动,获得很大动能,当它们与中性原子碰撞时,会使中性原子价带上的电子获得能量后跃迁到导带上去,于是就产生新的电子-空穴对,新产生的电子-空穴对称为二次电子-空穴对。这些二次载流子同样能在强电场作用下,碰撞别的中性原子进而产生新的电子-空穴对,这样就引起了产生新载流子的雪崩过程。也就是说,一个光子最终产生了许多的载流子,使得光信号在光电二极管内部就获得了放大。7.2探测器与放大电路光检测器的特性参数 1.量子