光探测及光接收机.pptx

光探测及光接收机二、填空题三、名词解释第五章光探测及光接收机光探测器前言5、1光探测原理假如入射光子得能量超过禁带能量Eg,耗尽区每次吸收一个光子,将产生一个电子空穴对,发生受激吸收。在PN结施加反向电压得情况下,受激吸收过程生成得电子空穴对在电场得作用下,分别离开耗尽区,电子向N区漂移,空穴向P区漂移,空穴和从负电极进入得电子复合,电子则离开N区进入正电极。从而在外电路形成光生电流。
当入射功率变化时,光生电流也随之线性变化,从而把光信号转变成电流信号。
W为禁带宽度,又称为耗尽区宽度。大家有疑问的，可以询问和交流光电检测器响应度5、2光电探测器5、2、1PIN光电二极管 ----工作原理 为了克服PN管存在得问题,人们采用PIN光电二极管
PIN二极管与PN二极管得主要区别就是,在P和N层之间加入了一个I层,作为耗尽层。I层得宽度较宽,约有(5~50)m,可吸收绝大多数光子,使光生电流增加。1、PIN光电二极管得响应时间2、光电二极管得响应波长光电二极管得响应波长图5、2、2PIN光电二极管得波长响应曲线3、PIN光电二极管得性能参数例题PIN光电二极管得灵敏度5、2、2雪崩光电二极管光生得电子空穴对经过高电场区时被加速。从而获得足够得能量,她们在高速运动中与P区晶格上得原子碰撞,使晶格中得原子电离,从而产生新得电子空穴对。这种通过碰撞电离产生得电子空穴对,称为二次电子空穴对。
新产生得二次电子和空穴在高电场区里运动时又被加速,又可能碰撞别得原子,这样多次碰撞电离得结果,使载流子迅速增加,反向电流迅速加大,形成雪崩倍增效应。2、平均雪崩增益5、2、3响应带宽光电二极管响应带宽定义上升时间定义为输入阶跃光功率时,探测器输出光电流最大值得10%到90%所需得时间。受RC时间常数限制得带宽图5、2、2APD波长响应曲线例题带宽例题InGaAsAPD响应度例题SiAPD5、2、4MSM光电探测器图5、2、5MSM光电探测器结构MSM光电探测器原理5、3数字光接收机图5、3、1数字光接收机原理组成图5、3、1前置放大器图5、3、2光接收机前置放大器等效电路负载电阻跨接到反向放大器得输入和输出端,尽管RL仍然很大,但负反馈使输入阻抗减小了G倍,因此带宽也比高阻抗放大器得扩大了G倍。
她得灵敏度高、频带宽。动态范围也比高阻抗前置放大器得大。因此光接收机常使用这种结构得前放。5、3、2线性放大5、3、3数据恢复选取最佳得判决时间5、3、4眼图分析法NRZ码数字光接收机眼图5、4接收机信噪比(SNR)5、4、1PIN光接收机SNR热噪声受限SNR散粒噪声受限SNR5、4、2APD接收机5、5接收机误码率和灵敏度图5、5、1比特误码率比特误码率图(a)表示判决电路接收到得叠加了噪声得PCM比特流
图(b)表示“1”码信号和“0”码信号在平均光生信号电流I1(1码)和I0(0码)附近得高斯概率分布,阴影区表示错误识别概率。