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光器件基础知识培训光器件基础知识1976年——日本电话电报公司研制出损耗更低的光纤(0.5dB/Km) 20世纪70年代末期——光纤通信系统实现第一次业务运营 20世纪80年代后期——光纤损耗已经降低到0.16dB/Km 1988年——第一条跨大西洋光缆投入运营光器件基础知识抗电磁干扰——光纤通信系统避免了电缆由于相互靠近而引起的电磁干扰。光纤的材料是玻璃或塑料,都不导电,因而不会产生磁场,也就不存在相互间的电磁干扰。 抗噪声干扰——光纤不导电的特性还避免了光缆受到闪电、电机、荧光灯及其他电器源的电磁干扰(EMI),外部的电噪声也不影响光频的传输能力。此外,光缆不辐射射频(RF)能量的特性也使它不会干扰其他通信系统。(所以现已广泛应用于军事上) 适应环境——光纤对恶劣环境有较强的抵抗能力。它比金属电缆更能适应温度的变化,腐蚀性的液体或气体对其影响也较小。 重量轻、安全、易敷设光器件基础知识光器件基础知识发展概况——大家学习辛苦了,还是要坚持光器件基础知识第二章半导体物理基础知识简介2.2固体的能带结构电子的共有化是一种量子效应而非古典的性质——由于原子离得很近,每个电子不仅受到本身原子核的作用,还受到相邻原子核的作用。这种作用对于内电子和价电子的影响是不一样的。内电子被本身原子核牢牢地束缚着,所以所受的影响并不显著。价电子却不然,它的轨道大小和相邻原子间的距离是相同数量级的,所以所受的影响很显著。按照古典物理,电子是不能从一个原子转入另一个原子里去的;而量子力学却容许电子通过隧道效应进入另一个原子。这样,价电子就不再分别属于各个原子,而被整个晶体中原子所共有,这就是电子的共有化。带隙下方与价电子对应的低能量区称为价带,它是由价电子能级分裂形成的能带。 价带上方高能量区称为导带(价带中的能级若没有被电子全部填满,电子可以进入未被填充的高能级,从而形成定向电流。这样的能带称为导带)。 导带底的电子能量比价带顶的电子能量高,其值等于带隙宽度Eg(简称带隙的能量)。 能带中的各个能级都被电子所填满的能带,称为满带。满带中的电子不能起导电作用。3.导体、半导体和绝缘体的能带结构:光器件基础知识自由电子和空穴——在绝对温度0K(即-273℃),又无外部激发时,由于共价键中的价电子被束缚着,半导体中没有可以自由运动的带电粒子——载流子。因此,即使有外电场的作用也不能产生电流。此时的半导体相当于绝缘体。但是当有外部激发,如温度升高或光照时,就会使一些价电子获得能量后,挣脱共价键的束缚,而成为自由电子,也叫电子载流子,电荷量为-q。这种现象叫做本征激发。当价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,在共价键中就留下一个空位子,叫空穴。如下图所示。而邻近的共价键内的价电子就会跑过来填充,在原来的位置产生一新的空穴,这种情况相当于空穴在移动。空穴是由于失去价电子形成的,所以它是带正电的载流子。光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识由于外加电压的极性与势垒极性相同,P区的空穴将离开势垒区向电源负极运动;N区电子也将离开势垒区向电源正极运动,于是在势垒区就出现了更多的正、负离子,使势垒区展宽,势垒增高,必然对多子的扩散产生影响,使扩散电流减少,随着外加电压的增加,扩散电流很快减到零。剩下的漂移电流,则基本上不随外加电压而改变。这是因为漂移电流是由本征激发产生的少子形成的,当温度一定时,便是一个定值。反向电压作用下的漂移电流,称为反向电流,由于它不随反向电压而改变,故称为反向饱和电流。因此,当PN结反向偏置时,基本上是不导电的。这时我们称“PN结处于截止状态”,其呈现的电阻为反向电阻,而且阻值很高。但当温度升高时,由于本征激发而产生的少数载流子增多,反向电流也就增大。温度每升高1℃时,反向电流增加约7%。因为(1.07)10≈2,故可认为,温度每升高10℃时,反向电流增加一倍。 由以上我们可以看出:PN结在正向电压作用下,处于导通状态,在反向电压的作用下,处于截止状态,因此PN结具有单向导电性。3)PN结的伏安特性光器件基础知识6.激光产生的基本原理:光的自发辐射光的受激辐射2.产生激光的基本条件以三能级系统为例,具体介绍实现粒子数反转的方法:2)光学谐振腔光器件基础知识阈值条件:光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识光器件基础知识4)LD的驱动电路(包括电源和LD芯片之间的阻抗匹配电路)。 5)热敏电阻:其作用是根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律,通过监测其阻值的变化来监测组件内部的温度变化。在有致冷的组件中,它是ATC(自动温度控制)电路的重要元件之一。 6)热电致冷器(TEC):一种半导体热电元件,通过改变热电元件的极性可以达到加热和致冷的目的。 根据具体需要,激光器组件内部元件会有很大差别,同时所采取