《光纤通信第三章复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信第三章复习（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 章 通信用光器件 3.1 光源 3.2 光检测器 3.3 光无源器件3.1.1半导体激光器工作原理和基本结构 半导体激光器是向半导体PN结注入电流， 实现粒子数反转分布， 产生受激辐射， 再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡的。激光，其英文LASER就是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(受激辐射的光放大)的缩写。所以讨论激光器工作原理要从受激辐射开始。受激辐射和自发辐射产生的光的特点很不相同。受激辐射光的频率、相位、偏振态和传播方向与入射光相同，这种光称为相干光。自发辐射光是由大量不同激发态的电子自
2、发跃迁产生的，其频率和方向分布在一定范围内，相位和偏振态是混乱的，这种光称为非相干光。 图 3.3 PN结的能带 和电子分布(a) P-N结内载流子 运动；(b) 零偏压时P-N结 的能带图；(c) 正向偏压下P-N 结能带图 3. 激光振荡和光学谐振腔 粒子数反转分布是产生受激辐射的必要条件，但还不 能产生激光。只有把激活物质置于光学谐振腔中，对 光的频率和方向进行选择，才能获得连续的光放大和 激光振荡输出。图 3.4激光器的构成和工作原理(a) 激光振荡(b) 光反馈5. 温度特性半导体激光器的输出特性是随着温度而发生变化的！激光器输出光功率随温度而变化有两个原因：l 一是激光器的阈值电流
3、Ith随温度升高而增大，当以直流电流驱动激光器时，阈 值电流随温度的变化更加严重。当对激光器进行脉冲调制时，阈 值电流随温度呈指数变化，在一 定温度范围内，可以表示为l二是外微分量子效率d 随温度升高而减小。外微分量子效率随温度的变 化不十分敏感，例如：GaAlAs GaAs激光器在77 K时 d50%；300 K时，d30%。发光二极管(LED)的工作原理与激光器(LD)有所不同：LD发射的是受激辐射光；LED发射的是自发辐射光。3.1.4发光二极管LED的结构 LED的结构和LD相似，大多是采用双异质结 (DH)芯片，把有源层夹在P型和N型限制层中 间，不同的是LED不需要光学谐振腔， 没有阈 值。与激光器LD相比，发光二极管的缺点：发光二极管输出光功率较小；谱线宽度较宽；调制频率较低。发光二极管的优点：发光二极管温度特性更稳定，并且电光转换噪声很小；工作寿命长；输出光功率线性范围宽；制造工艺简单，价格低廉。 驱动电路简单因此， 这种器件在低成本、高可靠性、小容量和短距离系统中发 挥了重要作用。 LED与LD比较
