第四章-光源与光发射机

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1、第四章第四章光源和光发射机光源和光发射机9/18/20241广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信24-1 4-1 概述概述；4-2 4-2 半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 ；4-3 4-3 半导体激光器半导体激光器；4-4 4-4 发光二极管发光二极管；4-5 4-5 光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路；4-5 4-5 LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路； 本章思考题本章思考题。第四章的主要内容第四章的主要内容9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信34-1概述概述光源光源光发射机的核心部件：光发射机的核心部件：半导体激光管半

2、导体激光管LD；半导体发光二极管半导体发光二极管LED。电信号电信号输入电路输入电路驱动驱动电路电路光源光源控制电路控制电路对光源进行调制对光源进行调制辅助电路：稳定信号，控制温度辅助电路：稳定信号，控制温度光信号光信号一、光发射机简单框图一、光发射机简单框图适用于长距离大容量的光纤通信适用于长距离大容量的光纤通信系统，尤其是单纵模半导体激光系统，尤其是单纵模半导体激光器，在高速率、大容量的数字光器，在高速率、大容量的数字光纤通信系统中得到广泛应用。纤通信系统中得到广泛应用。适用于短距离、低码速的数字光适用于短距离、低码速的数字光纤通信系统，或者是模拟光纤通纤通信系统，或者是模拟光纤通信系统。

3、其制造工艺简单、成本信系统。其制造工艺简单、成本低、可靠性好。低、可靠性好。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信44-1概述概述 此动画为光发射机工作原理动画，光源在调制此动画为光发射机工作原理动画，光源在调制电流的作用下发光，然后耦合进光纤传输。电流的作用下发光，然后耦合进光纤传输。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信54-1概述概述二、光发射机的主要指标二、光发射机的主要指标 光发射机的指标很多，我们仅从应用的角度介光发射机的指标很多，我们仅从应用的角度介绍其主要指标。绍其主要指标。1. 平均发送功率及其稳定度平均发送功率

4、及其稳定度 平均发送功率是指光源尾纤的平均输出光功率，平均发送功率是指光源尾纤的平均输出光功率，是在是在“0”“0”、 “1” “1”码等概率调制的情况下，光发送码等概率调制的情况下，光发送机输出的光功率值，单位为机输出的光功率值，单位为dBmdBm。2. 消光比消光比 消光比定义为全消光比定义为全“1”码的输出功率与全码的输出功率与全“0”码的输出功率之比，取常用对数，通常用符号码的输出功率之比，取常用对数，通常用符号EXT表示：表示：9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信64-1概述概述 光发射机的消光比一般要求大于光发射机的消光比一般要求大于8.2dB8.

5、2dB，即，即“0”“0”码光脉冲功率是码光脉冲功率是“1”“1”码光脉冲功率的七分之一。码光脉冲功率的七分之一。三、对光源的要求三、对光源的要求1. 光源发射的峰值波长应在光纤的低损耗窗口内；光源发射的峰值波长应在光纤的低损耗窗口内；2. 有足够高和稳定的输出功率；有足够高和稳定的输出功率；3. 电光转换效率高、驱动功率低，同时要求寿命长，电光转换效率高、驱动功率低，同时要求寿命长，可靠性高；可靠性高；4. 单色性和方向性好；单色性和方向性好；9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信74-1概述概述5. 易调制、响应速度快；易调制、响应速度快；6. 光强对驱动电

6、流的线性要好，以保证足够多的信光强对驱动电流的线性要好，以保证足够多的信号模拟调制光源而不发生畸变；号模拟调制光源而不发生畸变；7. 体积小、重量轻。体积小、重量轻。为什么目前多采用半导体光源呢？为什么目前多采用半导体光源呢？ 半导体光源可以直接进行调制，即注入调制电半导体光源可以直接进行调制，即注入调制电流而实现光波强度调制。流而实现光波强度调制。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信84-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理一、原子能级跃迁一、原子能级跃迁光源的物理基础光源的物理基础 能级：能级：原子由原子核和核外电子组成，核外电原子由原子核和核外电子

7、组成，核外电子围绕原子核旋转，每个电子的运行轨道并不相同，子围绕原子核旋转，每个电子的运行轨道并不相同，各代表不同的量子态，即：各代表不同的量子态，即：原子中的电子只能在一原子中的电子只能在一定的量子态中运动定的量子态中运动；在最里层的轨道上量子态的能；在最里层的轨道上量子态的能量最低，电子受原子核束缚最强，最外层的轨道量量最低，电子受原子核束缚最强，最外层的轨道量子态能量最高，电子受原子核束缚最弱，这些不同子态能量最高，电子受原子核束缚最弱，这些不同的轨道运行时相应的能量值（包括电子的动能和电的轨道运行时相应的能量值（包括电子的动能和电位能）称为能级。位能）称为能级。9/18/2024广东海

8、洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信94-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 能级跃迁：能级跃迁：原子中的电子可通过原子中的电子可通过与外界交换与外界交换能量能量的方式发生量子跃迁，量子跃迁交换的能量的方式发生量子跃迁，量子跃迁交换的能量有热能、光能，分别为有热能、光能，分别为热跃迁热跃迁和和光跃迁光跃迁。 热跃迁：热跃迁：交换的能量是热运动的能量；交换的能量是热运动的能量；光跃迁：光跃迁：交换的能量是光能。交换的能量是光能。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信104-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 考虑双能级的系统，考虑双能级的

9、系统，低能级低能级E1和高能级和高能级E2，设，设处于高能级处于高能级E2和低能级和低能级E1上的电子数分别为上的电子数分别为N2和和N1，当系统处于热平衡状态时，存在下面的分布：，当系统处于热平衡状态时，存在下面的分布：k=1.38110-23J/K，为波尔兹曼常数，为波尔兹曼常数，T为绝对温度。为绝对温度。 由于由于(E2-E1)0，T0，所以在热平衡状态下，所以在热平衡状态下，总是总是N1N2，这说明，这说明电子总是首先占据能量低的能级电子总是首先占据能量低的能级。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信114-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理自发

10、辐射：自发辐射：高能级高能级E2上的电子不稳定，会按一定的概率上的电子不稳定，会按一定的概率自发地跃迁到低能级自发地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量以上与空穴复合，释放的能量以光光子子（频率为（频率为，能量为，能量为h= E2- E1 ）的形式辐射。）的形式辐射。所以，自发辐射过程的特点如下：所以，自发辐射过程的特点如下：处于高能级电子的自发行为，与是否存在外界激励作用无关；处于高能级电子的自发行为，与是否存在外界激励作用无关；由于自发辐射可以发生在一系列的能级之间（如共价晶体中由于自发辐射可以发生在一系列的能级之间（如共价晶体中导带向价带的自发辐射），因此材料的发射光谱范围很宽；导带

11、向价带的自发辐射），因此材料的发射光谱范围很宽；即使跃迁过程满足相同的能级差（光子频率一致），它们也即使跃迁过程满足相同的能级差（光子频率一致），它们也是独立的、随机的辐射，是一种非相干光。是独立的、随机的辐射，是一种非相干光。分裂的能带，这些光子仅仅能量相同而彼此无关，分裂的能带，这些光子仅仅能量相同而彼此无关，可以有不同的相位和不同的偏振方向，可以向空间可以有不同的相位和不同的偏振方向，可以向空间各个方向传播，是非相干光（荧光）。各个方向传播，是非相干光（荧光）。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信124-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理受激吸收

12、受激吸收/跃迁：跃迁：处于低能级上的电子在感应光场的作用处于低能级上的电子在感应光场的作用下（感应光子能量为下（感应光子能量为h= E2- E1 ），吸收一个光子从低），吸收一个光子从低能级能级E1跃迁到高能级跃迁到高能级E2上。上。所以，受激吸收过程的特点如下：所以，受激吸收过程的特点如下：受激吸收时需要消耗外来光能；受激吸收时需要消耗外来光能；受激吸收过程对应光子被吸收，生成电子受激吸收过程对应光子被吸收，生成电子空穴对的空穴对的光电转换过程。光电转换过程。当某物质与外界处在热平衡状态下，低能级的当某物质与外界处在热平衡状态下，低能级的粒子（电子）数粒子（电子）数N1总是大于高能级的粒子（

13、电子）总是大于高能级的粒子（电子）数数N2，在这种状态下，有感应光场时，必然是受激，在这种状态下，有感应光场时，必然是受激吸收占主要地位，不会出现发光现象，光波经过该吸收占主要地位，不会出现发光现象，光波经过该物质时强度按指数规律衰减，光波被吸收。物质时强度按指数规律衰减，光波被吸收。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信134-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理受激辐射：受激辐射： 处于高能级处于高能级E2的电子在感应光场作用下（感的电子在感应光场作用下（感应光子能量为应光子能量为h= E2- E1 ），发射一个和感应光子），发射一个和感应光子一模一模

14、一样一样的光子，跃迁到低能级的光子，跃迁到低能级E1上。上。所以，所以，受激辐射的特点如下：受激辐射的特点如下：外来光子的能量等于跃迁的能级之差。外来光子的能量等于跃迁的能级之差。受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，因此称它们是相位、偏振方向和传播方向都相同，因此称它们是全同光子全同光子，是相干光。是相干光。受激辐射过程受激辐射过程实质实质上是将感应光得到放大。上是将感应光得到放大。 发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，是

15、相干光。偏振方向和传播方向都相同，是相干光。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信144-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信154-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理每种跃迁是不是独立存在的呢？每种跃迁是不是独立存在的呢？ 实际上，在光电器件中，自发辐射、受激辐射和实际上，在光电器件中，自发辐射、受激辐射和受激吸收过程总是同时出现，但对于各种特点的光受激吸收过程总是同时出现，但对于各种特点的光电器件，电器件，只有一种机理起主要作用只有一种机理起主要作用，分别对应的是：，分别对应

16、的是：发光二极管发光二极管LED，半导体激光管，半导体激光管LD和光电二极管和光电二极管/光电探测器。光电探测器。光纤通信多数采用光纤通信多数采用LD，则受激辐射的条件和结果？，则受激辐射的条件和结果？9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信164-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理条件条件- -粒子数反转分布状态粒子数反转分布状态: : 如果外界向物质提供了能如果外界向物质提供了能量，就会使得低能级上的电子获得能量大量地激发到高量，就会使得低能级上的电子获得能量大量地激发到高能级上去，像一个泵不断地将低能级上的电子能级上去，像一个泵不断地将低能级上的电子

17、“抽运抽运”到高能级上，我们称这个能量为激励或者泵浦过程，从到高能级上，我们称这个能量为激励或者泵浦过程，从而达到高能级上的粒子数而达到高能级上的粒子数N N2 2大于低能级上的粒子数大于低能级上的粒子数N N1 1的的分布状态，这种状态称为分布状态，这种状态称为粒子数反转分布状态粒子数反转分布状态。结果结果- -光放大过程光放大过程: :当物质粒子数反转分布状态下，当物质粒子数反转分布状态下，高高能级上的大量电子就会在受到外来感应光子的激发下，能级上的大量电子就会在受到外来感应光子的激发下，发射出与入射光子的频率、相位、偏振方向、传播方向发射出与入射光子的频率、相位、偏振方向、传播方向完全相

18、同的相干光，这样，就实现了用一个弱的入射光完全相同的相干光，这样，就实现了用一个弱的入射光激发出一个强的出射光的激发出一个强的出射光的光放大过程光放大过程。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信174-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理二、半导体能带结构和载流子二、半导体能带结构和载流子 在在大大量量原原子子相相互互靠靠近近形形成成半半导导体体晶晶体体时时，由由于于半半导导体体晶晶体体内内部部电电子子的的共共有有化化运运动动，晶晶体体能能谱谱分分裂裂成成若若干干组组，每每组中能级彼此靠得很近，组成有一定宽度的带组中能级彼此靠得很近，组成有一定宽度的带能带

19、能带。 半半导导体体内内部部自自由由运运动动的的电电子子(简简称称自自由由电电子子)所所填填充充的的能能带带称称为为导导带带；价价电电子子所所填填充充的的能能带带称称为为价价带带；导导带带和和价价带带之之间间不不允允许许电电子子填填充充，所所以以称称为为禁禁带带，其其宽宽度度称称为为禁禁带带宽度宽度/带隙带隙，用，用Eg表示，单位为电子伏特表示，单位为电子伏特(eV)。Eg =Ec-EvE2E19/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信184-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 此动画为此动画为晶体的能带晶体的能带动画：导带和价带为光源动画：导带和价带为光源

20、提供了物理基础。提供了物理基础。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信194-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理电子在能级上是如何分布的呢？电子在能级上是如何分布的呢？( (遵循的规律遵循的规律) )电子的能级分布：电子的能级分布：费米费米- -狄拉克统计规律狄拉克统计规律在热平衡条件下，能量为在热平衡条件下，能量为E的能级被电子占据的概的能级被电子占据的概率率p(E)服从费米分布函数服从费米分布函数费米统计规律是物质粒子能级分布的费米统计规律是物质粒子能级分布的基本规律基本规律，它反映，它反映了物质中的电子了物质中的电子按一定规律占据能级按一定规律占据

21、能级。 费米能级：费米能级：不是一个可以被电子占据的实际存在的不是一个可以被电子占据的实际存在的能级，它是反映电子在各能级中分布情况的参量，能级，它是反映电子在各能级中分布情况的参量，具有具有能级的量纲能级的量纲，位置由总电子数能级具体情况决定，对本，位置由总电子数能级具体情况决定，对本征半导体，在禁带的中心。征半导体，在禁带的中心。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信204-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理p(E)是电子在各能级分布的概率，所以有是电子在各能级分布的概率，所以有当当E=Ef时，时， p(E) =1/2， 能级能级E被电子占据的概率和

22、空穴占据的概率相等，实际被电子占据的概率和空穴占据的概率相等，实际上费米能级不存在；上费米能级不存在；当当E1/2， 能级能级E被电子占据的概率比较大，如果被电子占据的概率比较大，如果(Ef-E)kT，则，则p(E) 1，能级几乎被电子占据；，能级几乎被电子占据；当当EEf时，时， p(E)kT，则，则p(E) 0，能级几乎被空穴占据。，能级几乎被空穴占据。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信214-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 根据费米统计规律，可得各种半导体中电子的统计根据费米统计规律，可得各种半导体中电子的统计分布：分布：(a)本征半导体本

23、征半导体(b)兼并型兼并型P型半导体型半导体 (c) 兼并型兼并型N型半导体型半导体 (d) 双兼并型半导体双兼并型半导体 EfcEfv低温下，本征半导体低温下，本征半导体费米能级的禁带的中费米能级的禁带的中心位置。心位置。对于重掺杂兼并型对于重掺杂兼并型P型半导体，由于受主杂质型半导体，由于受主杂质的掺入（三价元素的杂质），多数载流子是空的掺入（三价元素的杂质），多数载流子是空穴，费米能级进入半导体的价带。穴，费米能级进入半导体的价带。对于重掺杂兼并型对于重掺杂兼并型N型半导体，由于施主型半导体，由于施主杂质的掺入（五价元素的杂质），多数杂质的掺入（五价元素的杂质），多数载流子是电子，费米能

24、级进入半导体的载流子是电子，费米能级进入半导体的导带。导带。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信224-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 双兼并型半导体，双兼并型半导体，是一种是一种非热平衡状态下非热平衡状态下的情况，因而用两的情况，因而用两种费米能级种费米能级Efc和和Efv来表征载流子的统计分布。在价带中，载流来表征载流子的统计分布。在价带中，载流子的统计分布与兼并型子的统计分布与兼并型P型半导体的分布相似，而导带中则与兼型半导体的分布相似，而导带中则与兼并型并型N型半导体的情况类似。因此，型半导体的情况类似。因此，Efc和和Efv之间形成了一个

25、之间形成了一个粒子粒子数反转的区域数反转的区域。若有一光波，光子能量满足。若有一光波，光子能量满足Egh (Efc -Efv )，则这束光波经过双兼并型半导体时将被放大（则这束光波经过双兼并型半导体时将被放大（光放大光放大）。）。 半导体激光器半导体激光器LD就是利用这种重掺杂的双兼并型半导体的就是利用这种重掺杂的双兼并型半导体的特点。特点。(d) 双兼并型半导体双兼并型半导体 EfcEfv9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信234-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理三、三、PN结结1. PN结的形成结的形成 P型半导体和型半导体和N型半导体形成型半导

26、体形成PN结时，结时，载流子的载流子的浓度差引浓度差引起扩散运动起扩散运动，P区的空穴向区的空穴向N区扩散，剩下带负电的电离受主，区扩散，剩下带负电的电离受主，从而在靠近从而在靠近PN结界面的区域形成了一个结界面的区域形成了一个带负电的区域带负电的区域；同样，；同样，N区的电子向区的电子向P区扩散，剩下带正电的电离施主，从而造成一个区扩散，剩下带正电的电离施主，从而造成一个带正电的区域带正电的区域。这样一来，载流子扩散运动的结果形成了一个。这样一来，载流子扩散运动的结果形成了一个空间电荷区空间电荷区/结区结区。空间电荷区的电场方向由。空间电荷区的电场方向由N区指向区指向P区，这区，这个电场称为

27、个电场称为“自建电场自建电场/内建电场内建电场”，与外加电场相反。，与外加电场相反。内建电场内建电场在在P型半导体中存在大量型半导体中存在大量带正电的带正电的空穴空穴，同时还存，同时还存在着等量的带负电的电离在着等量的带负电的电离受主，它们的电性相互抵受主，它们的电性相互抵消而表现出消而表现出电中性电中性。在在N型半导体中存在型半导体中存在大量带负电的大量带负电的电子电子，同时还存在着等量的同时还存在着等量的带正电的电离施主，带正电的电离施主，它们的电性相互抵消它们的电性相互抵消而表现出而表现出电中性电中性。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信244-2半导体

28、光源的工作原理半导体光源的工作原理 自建电场逐渐加强，直到漂移运动（自建电场自建电场逐渐加强，直到漂移运动（自建电场引起）完全抵消了扩散运动，从而使引起）完全抵消了扩散运动，从而使PN结达到结达到动态动态平衡状态平衡状态（热平衡状态），客观上没有电流通过。（热平衡状态），客观上没有电流通过。2. PN结的能带（热平衡状态）结的能带（热平衡状态） 由于一个热平衡系统只能有一个费米能级，这由于一个热平衡系统只能有一个费米能级，这就要求原来在就要求原来在P区和区和N区高低不同的费米能级达到相区高低不同的费米能级达到相同的水平。在走向热平衡状态的过程中，费米能级同的水平。在走向热平衡状态的过程中，费米

29、能级趋向同一高度，如果趋向同一高度，如果N区的能级位置不变，那么区的能级位置不变，那么P区区的能级应该提高，从而使的能级应该提高，从而使PN结的结的能带发生倾斜弯曲能带发生倾斜弯曲。 PN结能带的弯曲正结能带的弯曲正反映了空间电荷区的存在反映了空间电荷区的存在。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信254-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信264-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 在空间电荷区内，自建场从在空间电荷区内，自建场从N区指向区指向P区，这说明区，这说明P区相对于区

30、相对于N区为负电荷，用区为负电荷，用-VD来表示，叫做来表示，叫做接触电位差接触电位差/PN结的势垒高度结的势垒高度，P区所有能级的电子都附加了位能，区所有能级的电子都附加了位能，其值为其值为(-e0).(-VD)=e0 VD，从而使，从而使P区的能带相对于区的能带相对于N区区来说提高了来说提高了 e0 VD。 3. 正向偏置下正向偏置下(PN结施加正向电压结施加正向电压)形成增益区形成增益区/有源区有源区 正向电压施加以后，削弱了原有内建电场，使势垒正向电压施加以后，削弱了原有内建电场，使势垒降低。如果降低。如果N区的能带还保持不变，则区的能带还保持不变，则P区的能带应向下区的能带应向下移动

31、，下降的数值应为移动，下降的数值应为e0 V （ V VD ）。在这种非热平）。在这种非热平衡状态下，费米能级随之发生了分裂，在衡状态下，费米能级随之发生了分裂，在PN结出现了两结出现了两个费米能级，个费米能级，N区和区和P区的费米能级分别为区的费米能级分别为Efc和和Efv 。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信274-2半导体光源的工作原理半导体光源的工作原理 正向偏置的作用下，热平衡状态被破坏，外加电场区（正正向偏置的作用下，热平衡状态被破坏，外加电场区（正向电压形成）使空穴向向电压形成）使空穴向N区运动，电子向区运动，电子向P区运动，在区运动，在PN结

32、形成结形成一个特殊的一个特殊的增益区增益区/有源区有源区。在增益区，导带的多数载流子是电。在增益区，导带的多数载流子是电子，价带的多数载流子是空穴，结果形成子，价带的多数载流子是空穴，结果形成粒子数反转分布粒子数反转分布。 在满足粒子数反转条件的情况下，当在满足粒子数反转条件的情况下，当EghPth，所以，所以或者用功率表示或者用功率表示9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信594-3半导体激光器半导体激光器2. 温度特性温度特性 半导体激光器对温度变化敏感，输出光功率随温度半导体激光器对温度变化敏感，输出光功率随温度发生变化，产生变化的原因有两个：发生变化，产

33、生变化的原因有两个：首先，表现出外微分量子效率随温度升高而下降；首先，表现出外微分量子效率随温度升高而下降；对于线性度良好的激光器，输出光功率可以表示为对于线性度良好的激光器，输出光功率可以表示为其次，阈值电流随温度的升高而加大，呈指数变化，结其次，阈值电流随温度的升高而加大，呈指数变化，结区温度为区温度为T时的阈值电流时的阈值电流9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信604-3半导体激光器半导体激光器9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信614-3半导体激光器半导体激光器 另外，温度对激光器数字调制将产生另外，温度对激光器数字调

34、制将产生结发热效应结发热效应。 所谓结发热效应，所谓结发热效应， 是指调制电流的作用引起半导体是指调制电流的作用引起半导体激光器激光器PN结结区的温度发生变化，导致输出光脉冲的形结结区的温度发生变化，导致输出光脉冲的形状发生变化。结发热效应引起调制失真。状发生变化。结发热效应引起调制失真。相对于高码速通信，相对于高码速通信，低码速低码速光纤通信系统的光纤通信系统的“结发结发热效应热效应”更加明显，这是因为随着调制速率的提高，码更加明显，这是因为随着调制速率的提高，码元元时间间隔缩短，时间间隔缩短，PN结结区温度来不及发生结结区温度来不及发生变化。变化。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海

35、洋大学理学院光纤通信光纤通信624-3半导体激光器半导体激光器3. 光谱特性光谱特性单色性单色性（1）发射波长）发射波长半导体激光器的发射波长取决于导带的电子跃半导体激光器的发射波长取决于导带的电子跃迁到价带时所释放出的能量，这个能量近似等于禁迁到价带时所释放出的能量，这个能量近似等于禁带宽度带宽度Eg(eV)= h =hc/， (Hz)和和( m)分别为发射分别为发射光的频率和波长，光的频率和波长，1eV=1.601019 J，所以有激光器，所以有激光器的发射波长的发射波长由于带隙由于带隙Eg与半导体材料的成分及其含量有关，因与半导体材料的成分及其含量有关，因此根据这个原理可以制成不同发射波

36、长的激光器。此根据这个原理可以制成不同发射波长的激光器。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信634-3半导体激光器半导体激光器 半导体激光器的光谱随着注入电流的变化而变半导体激光器的光谱随着注入电流的变化而变化。当化。当IIth时，发出的是时，发出的是荧光荧光，光谱很宽；当，光谱很宽；当I Ith后，发射光谱突然变窄，谱线中心强度急剧增加，后，发射光谱突然变窄，谱线中心强度急剧增加，此时发出此时发出激光激光，如图所示。，如图所示。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信644-3半导体激光器半导体激光器（2）激光器的纵模反映器件的

37、光谱特性）激光器的纵模反映器件的光谱特性 纵模数随注入电流（驱动电流）而变。随着注纵模数随注入电流（驱动电流）而变。随着注入电流的增加，纵模模数逐渐减少，谱线宽度变入电流的增加，纵模模数逐渐减少，谱线宽度变窄，当驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，窄，当驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，这种激光器称为这种激光器称为静态单纵模激光器静态单纵模激光器； 随注入电流的增加，主模的增益增加而边模随注入电流的增加，主模的增益增加而边模的增加减少，振荡模数减少。的增加减少，振荡模数减少。 峰值波长随结温升高而向长波长移动；峰值波长随结温升高而向长波长移动； 半导体材料的禁带宽度半导体材料的禁带宽度Eg随

38、着结温升高而随着结温升高而变窄。变窄。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信654-3半导体激光器半导体激光器普通激光器工作在直流或低码速情况下，它具有良普通激光器工作在直流或低码速情况下，它具有良好的单纵模谱线，所对应的光谱只有一根谱线，而好的单纵模谱线，所对应的光谱只有一根谱线，而在高码速调制（脉冲调制）时，动态谱线随调制电在高码速调制（脉冲调制）时，动态谱线随调制电流流Im增加而展宽，甚至其线谱呈现多纵模谱线。增加而展宽，甚至其线谱呈现多纵模谱线。为什么呢？为什么呢？9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信664-3半导体激光

39、器半导体激光器 对于脉冲调制，调制电流对于脉冲调制，调制电流Im不断变化，使有源区载不断变化，使有源区载流子浓度随之变化，进而导致折射率变化，最终使激光流子浓度随之变化，进而导致折射率变化，最终使激光器的振荡频率发生漂移，动态谱线展宽。器的振荡频率发生漂移，动态谱线展宽。Im不断变化不断变化 载流子浓度变化载流子浓度变化 n变化变化 变化变化 动态谱线展宽对高速光纤通信不利。动态谱线展宽对高速光纤通信不利。一般情况，用一般情况，用F-P谐振腔可以得到的是直流驱动的谐振腔可以得到的是直流驱动的静态单纵模激光器静态单纵模激光器，要得到高速数字调制的要得到高速数字调制的动态单纵模激光器动态单纵模激光

40、器，必须改变激，必须改变激光器的结构，采用分布反馈半导体激光器光器的结构，采用分布反馈半导体激光器DFB等。等。 多模激光多模激光: :光谱有多个峰值波长（中心波长），其中光谱有多个峰值波长（中心波长），其中最大峰值波长称为主中心波长，该模式也称为最大峰值波长称为主中心波长，该模式也称为主模主模，其，其它的模式称为它的模式称为边模边模。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信674-3半导体激光器半导体激光器（3）激光器的谱线宽度）激光器的谱线宽度多纵模多纵模LD的谱宽的谱宽单纵模单纵模LD的谱宽的谱宽9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信

41、光纤通信684-3半导体激光器半导体激光器多纵模激光器：多纵模激光器： 用均方根谱宽用均方根谱宽 rms或半值满谱宽或半值满谱宽 1/2表示。表示。 对于使用多对于使用多纵模激光器的光发射机，其谱宽纵模激光器的光发射机，其谱宽 rms一般要求在一般要求在210nm范围。范围。单纵模激光器：单纵模激光器： 用用3dB或或20dB谱宽谱宽 -20dB表示。表示。 -20dB=6.07 rms，对于对于使用单纵模激光器的光发射机，其谱宽使用单纵模激光器的光发射机，其谱宽 -20dB要求在要求在1nm以下。以下。幅度 谱宽1.0 0.61 0 dlrms0.01 dl-20 dB9/18/2024广东

42、海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信694-3半导体激光器半导体激光器（4）边模抑制比）边模抑制比 边模抑制比是指主纵模的光功率边模抑制比是指主纵模的光功率P1和最大边模和最大边模光功率光功率P2之比之比一般，光发射机的一般，光发射机的SMSR大于大于30dB，即主纵模的光，即主纵模的光功率是最大边模光功率的功率是最大边模光功率的1000倍以上。倍以上。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信704-3半导体激光器半导体激光器4. 激光束的空间分布激光束的空间分布方向性方向性 激光器的方向性指激光器的方向性指输出光束的空间发散程度。输出光束的空间发散程

43、度。 远场光强下降到最大值一半之处时，在垂直于远场光强下降到最大值一半之处时，在垂直于P-N结平面的方向上，对激光器输出端面的张角大小，称为结平面的方向上，对激光器输出端面的张角大小，称为垂直发散角垂直发散角，用，用 来表示；在平行于来表示；在平行于P-N结平面的方向结平面的方向上，对上，对LD输出端面的张角大小，称为输出端面的张角大小，称为平行发散角平行发散角，用，用 /来表示。来表示。 /。 /O OP P层层N N层层有有源源层层水平发散角和垂直发散角水平发散角和垂直发散角 1 1. .0 00 0. .5 50 00 0- -5 50 05 50 0发发散散 角角 （ 度度 ）垂垂 直

44、直 方方 向向水水 平平 方方 向向 远场光强分布曲线远场光强分布曲线相相对对光光强强9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信714-3半导体激光器半导体激光器 激光器的横模决定了输出光束的空间分布，激光器的横模决定了输出光束的空间分布，发散角直接影响到器件发散角直接影响到器件与光纤的耦合效率与光纤的耦合效率。与纵。与纵模的意义不同，横模反映的是模的意义不同，横模反映的是由于边界条件的存由于边界条件的存在对腔内电磁场形态的横向空间约束作用在对腔内电磁场形态的横向空间约束作用。 异质结结构中，有源区厚度很薄异质结结构中，有源区厚度很薄(1m)，通，通常仅有基垂直横模

45、被激发，而水平横模受常仅有基垂直横模被激发，而水平横模受PN结结条款的影响，一般情况，条款的影响，一般情况， 30o， /10o。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信724-3半导体激光器半导体激光器5. 瞬态特性瞬态特性 半导体激光二极管（半导体激光二极管（LD）具有电光转换效率高、响具有电光转换效率高、响应速度快、可进行直接调制等优点，被视为光纤通信中应速度快、可进行直接调制等优点，被视为光纤通信中的理想光源。的理想光源。 但是对于但是对于LD进行脉冲调制时，尤其是高码速光纤进行脉冲调制时，尤其是高码速光纤通信中，通信中，LD往往呈现出复杂的动态性质。往往

46、呈现出复杂的动态性质。P(t)易自脉动现象易自脉动现象9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信734-3半导体激光器半导体激光器（1）从图中可以看出，）从图中可以看出，LD在脉冲调制中出现的动在脉冲调制中出现的动态特性有态特性有 存在电光延迟，一般为存在电光延迟，一般为ns量级；量级； 出现张弛振荡：出现张弛振荡：LD输出光脉冲会出现输出光脉冲会出现幅度逐渐衰幅度逐渐衰减的振荡减的振荡；-激光器内部光电相互作用所变现的激光器内部光电相互作用所变现的固固有特性有特性 出现自脉动现象：输出光脉冲出现出现自脉动现象：输出光脉冲出现持续等幅的高持续等幅的高频振荡频振荡；L

47、D内部不均与增益或不均与吸收产生，以内部不均与增益或不均与吸收产生，以及及P-I曲线有明显扭折的曲线有明显扭折的LD易出现自脉动现象易出现自脉动现象 是是和和的混合。的混合。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信744-3半导体激光器半导体激光器（2）产生张弛振荡的原因分析）产生张弛振荡的原因分析 tIth）时，有）时，有源区里电子密度源区里电子密度n增加，但这增加，但这段时间段时间n小于阈值电流密度小于阈值电流密度nth，激光并不会产生，所以光，激光并不会产生，所以光功率存在一个延迟时间，即功率存在一个延迟时间，即电光延迟时间。电光延迟时间。 tdtt1 ：当

48、当n增加到增加到nth以后，激光开始以后，激光开始产生，但光子密度产生，但光子密度s存在一个存在一个增加的时间过程，光子密度增加的时间过程，光子密度s达到稳态值之前，达到稳态值之前，n继续增加，继续增加，s达到稳态值时，达到稳态值时，n达到最大达到最大值。值。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信754-3半导体激光器半导体激光器 t1tt2：当当t1时刻后，光场已经建立，时刻后，光场已经建立，s迅速增加，同时消耗粒子数，迅速增加，同时消耗粒子数，n下降，当下降，当s达到峰值时，达到峰值时，n下下降到降到nth。 t2tt3：当当n下降到下降到nth以后，有源区

49、里以后，有源区里载流子复合仍将持续一段时载流子复合仍将持续一段时间，此时电子密度间，此时电子密度n继续下降继续下降到到nth以下，以下，s也开始下降，下也开始下降，下降到稳态值时，降到稳态值时，n已达到最小，已达到最小，激光停止或减弱，此刻又开激光停止或减弱，此刻又开始电子的填充。由于始电子的填充。由于电子的电子的存储效应存储效应，电子的填充时间，电子的填充时间比上次短，电子密度和光子比上次短，电子密度和光子密度的过冲也上次小。密度的过冲也上次小。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信764-3半导体激光器半导体激光器（3）分析瞬态过程的出发点）分析瞬态过程的出

50、发点 出发点是出发点是LD速率方程组的瞬态解。由速率方程组速率方程组的瞬态解。由速率方程组(简简化化)得到的张弛振荡频率得到的张弛振荡频率wr及其幅度衰减时间及其幅度衰减时间0和电光延迟和电光延迟时间时间td的表达式为的表达式为式中，式中，0表示张弛振荡的幅度衰减为初始值表示张弛振荡的幅度衰减为初始值1/ e的时间，的时间，i和和ith分别为注入电流密度和阈值电流密度。分别为注入电流密度和阈值电流密度。 sp和和ph分别为电分别为电子自发复合寿命和谐振腔内光子寿命。子自发复合寿命和谐振腔内光子寿命。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信774-3半导体激光器半导

51、体激光器由以上三式可以得到：由以上三式可以得到：张弛振荡的角频率张弛振荡的角频率wr随谐振腔内光子寿命随谐振腔内光子寿命 ph和自发辐射和自发辐射寿命时间寿命时间 sp的减小而增加，并随注入电流的增加而升高；的减小而增加，并随注入电流的增加而升高；张弛振荡的衰减时间与自发辐射的寿命时间张弛振荡的衰减时间与自发辐射的寿命时间 sp同数量级，同数量级，并随注入电流的增加而减小；并随注入电流的增加而减小；电光延迟时间电光延迟时间td与自发辐射的寿命时间与自发辐射的寿命时间 sp为相同数量级，为相同数量级，并随注入电流并随注入电流i的增加而减小。的增加而减小。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海

52、洋大学理学院光纤通信光纤通信784-3半导体激光器半导体激光器（4） 对对LD进行脉冲调制时，减小电光延迟时间行之有效的进行脉冲调制时，减小电光延迟时间行之有效的方法方法 在发射机电路中施加在发射机电路中施加直流预偏置电流直流预偏置电流。直流预偏置电流。直流预偏置电流在脉冲到来时，电光延迟的时间大大减少，而且张弛振荡现在脉冲到来时，电光延迟的时间大大减少，而且张弛振荡现象也可得到一定程度的抑制。象也可得到一定程度的抑制。简化的速率方程组是基于下列条件提出的：简化的速率方程组是基于下列条件提出的：注入电流均匀恒定，即电流密度注入电流均匀恒定，即电流密度i为常数，电子和光子密度为常数，电子和光子密

53、度在腔内处处均匀，因而可以不考虑梯度场和漂移场的作用；在腔内处处均匀，因而可以不考虑梯度场和漂移场的作用；光子完全被介质波导限制在有源区中，不需要考虑侧向光光子完全被介质波导限制在有源区中，不需要考虑侧向光场的漏出；场的漏出；忽略非辐射复合的影响；忽略非辐射复合的影响；激光器在阈值之上单纵模振荡。激光器在阈值之上单纵模振荡。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信794-3半导体激光器半导体激光器（5）电光延迟和张弛振荡的后果是限制调制速率：）电光延迟和张弛振荡的后果是限制调制速率： 电光延迟要产生码型效应电光延迟要产生码型效应 当电光延迟时间当电光延迟时间td与

54、数字调制的码元持续时间与数字调制的码元持续时间T/2为相同数量级时，会使为相同数量级时，会使“0”码过后的第一个码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度变小，严重时可能使码的脉冲宽度变窄，幅度变小，严重时可能使单个单个“1”丢失。丢失。-码型效应码型效应电脉冲电脉冲光脉冲光脉冲9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信804-3半导体激光器半导体激光器码型效应的特点：码型效应的特点： 在脉冲序列中较长的连在脉冲序列中较长的连“0”码后出现的码后出现的“1”码，码，其脉冲明显显效，而且连其脉冲明显显效，而且连“0”码越多，调制速率越高，码越多，调制速率越高，则码型效

55、应越明显。则码型效应越明显。为什么？为什么？原因分析：原因分析：在两个接连出现的在两个接连出现的“1”码中，第一个脉冲到码中，第一个脉冲到来之前，有较长的连来之前，有较长的连“0”码，由于电光延迟时间长和光码，由于电光延迟时间长和光脉冲上升时间的影响，因此脉冲变小。第二个脉冲到来脉冲上升时间的影响，因此脉冲变小。第二个脉冲到来时，由于第一脉冲的电子空穴复合尚未完全消失，有源时，由于第一脉冲的电子空穴复合尚未完全消失，有源区电子密度较高，因此电光延迟时间短，脉冲较大。区电子密度较高，因此电光延迟时间短，脉冲较大。码型效应对光纤通信不利，那么如何消除呢？码型效应对光纤通信不利，那么如何消除呢？9/

56、18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信814-3半导体激光器半导体激光器消除码型效应的方法：消除码型效应的方法：第一，增加直流偏置电流，使第一，增加直流偏置电流，使LD偏置在偏置在Ith附近。附近。-最简单最简单的方法的方法 当当LD偏置在偏置在Ith附近时，脉冲持续时和脉冲过后有源附近时，脉冲持续时和脉冲过后有源区里电子密度变化不大，从而使电子存储时间大大减少。区里电子密度变化不大，从而使电子存储时间大大减少。第二，双脉冲信号进行调制。第二，双脉冲信号进行调制。 每一个正脉冲跟随一个负脉冲，正脉冲产生光脉冲，每一个正脉冲跟随一个负脉冲，正脉冲产生光脉冲，负脉冲消除

57、有源区里的存储电荷，但是负脉冲不能过大，负脉冲消除有源区里的存储电荷，但是负脉冲不能过大，否则否则PN结将被击穿。结将被击穿。 当最高调制频率接近张弛振荡频率时，波形严重失真，当最高调制频率接近张弛振荡频率时，波形严重失真，以至于使光接收机在抽样判决时增加误码率，因此实际使以至于使光接收机在抽样判决时增加误码率，因此实际使用的最高调制速率应低于张弛振荡频率。用的最高调制速率应低于张弛振荡频率。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信824-3半导体激光器半导体激光器（6）自脉动现象作为一种高频干扰严重地威胁到激）自脉动现象作为一种高频干扰严重地威胁到激光器高速脉冲

58、调制的性能光器高速脉冲调制的性能 自脉动现象的出现自脉动现象的出现与调制状态无关与调制状态无关，即注入电流，即注入电流与注入脉冲电流都可能出现自脉动现象，只是与注与注入脉冲电流都可能出现自脉动现象，只是与注入的总电流有关；入的总电流有关；自脉动现象是目前激光器在某些注入电流值的情自脉动现象是目前激光器在某些注入电流值的情况下发生的现象，且振荡频率随注入电流的增加而况下发生的现象，且振荡频率随注入电流的增加而升高；升高；自脉动现象经常出现在自脉动现象经常出现在P-I特性曲线扭折处。特性曲线扭折处。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信834-4发光二极管发光二极管

59、一、工作原理一、工作原理 发光二极管是非相干光源（荧光），它的发发光二极管是非相干光源（荧光），它的发射过程主要对应光的自发辐射过程。在发光二极射过程主要对应光的自发辐射过程。在发光二极管的结构中不存在谐振腔，当管的结构中不存在谐振腔，当PN结注入正向电结注入正向电流时，注入的非平衡载流子在扩散过程中复合发流时，注入的非平衡载流子在扩散过程中复合发光，发光过程中光，发光过程中PN结也不一定需要实现粒子数结也不一定需要实现粒子数反转。反转。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信844-4发光二极管发光二极管二、结构与分类二、结构与分类 发光二极管不需发光二极管不需

60、要谐振腔，并且为了要谐振腔，并且为了获得高辐射亮度，获得高辐射亮度，LED常采用双异质结常采用双异质结结构。结构。 按照光输出的位按照光输出的位置不同，置不同，LED可分为可分为边发射型边发射型LED、面发、面发射型射型LED和超辐射发和超辐射发光二极管光二极管(SLED)。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信854-4发光二极管发光二极管三、基本特性三、基本特性1. 输出光功率特性（输出光功率特性（P-I特性）特性） 没有阈值，其输出功率基本上与注入电流成正没有阈值，其输出功率基本上与注入电流成正比，适合短距离和模拟光纤通信中；实际上也存在比，适合短距离和模

61、拟光纤通信中；实际上也存在非线性区域。非线性区域。 LED的工作电流通常的工作电流通常 50mA100mA。IP9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信864-4发光二极管发光二极管2. 温度特性温度特性 温度对温度对LED影响不大，实际使用中也可以不进行温度控制，如影响不大，实际使用中也可以不进行温度控制，如果需要，确保实验系统或使用设备的稳定，可以加装散热装置。另果需要，确保实验系统或使用设备的稳定，可以加装散热装置。另外，温度升高时，外，温度升高时，LED的输出功率也将降低。的输出功率也将降低。3. 光谱特性光谱特性 自发辐射光，没有谐振腔对波长的选择，为非

62、相干光，谱线较自发辐射光，没有谐振腔对波长的选择，为非相干光，谱线较宽，在宽，在30120nm，光谱约，光谱约3001600nm。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信874-4发光二极管发光二极管4. 光束空间分布光束空间分布 辐射角大，辐射角大， LED与光纤的与光纤的耦合效率通常小于耦合效率通常小于10，一般，一般只适用于短距离通信，边发光只适用于短距离通信，边发光型和面发光型不一样，见图。型和面发光型不一样，见图。5. 响应速度响应速度 时域上的概念，在频域上时域上的概念，在频域上对应为带宽，调制频率比对应为带宽，调制频率比LD低低很多，面发光型很多，面

63、发光型LED的可调制的可调制频率仅为几十频率仅为几十MHz，边发光型，边发光型LED的可调制频率可达的可调制频率可达200MHz。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信884-4发光二极管发光二极管四、优点与应用四、优点与应用尽管发光二极管的输出光功率较低，光谱较宽，但尽管发光二极管的输出光功率较低，光谱较宽，但由于使用简单、寿命长、可靠性高、调制电路简单、制由于使用简单、寿命长、可靠性高、调制电路简单、制造工艺简单、成本低等优点。造工艺简单、成本低等优点。 LED通常和多模光纤耦合，在通常和多模光纤耦合，在1.31m或或0.85m波长波长的小容量、中低速率、短

64、距离的的小容量、中低速率、短距离的光纤数字通信系统和光光纤数字通信系统和光纤模拟信号传输系统中得到了广泛应用纤模拟信号传输系统中得到了广泛应用。 LD通常和单模光纤耦合，用于通常和单模光纤耦合，用于1.31m或或1.55m大大容量、长距离光通信系统。容量、长距离光通信系统。 DFB和和DBR主要也和单模光纤或特殊设计的单模光主要也和单模光纤或特殊设计的单模光纤耦合，用于纤耦合，用于1.55m超大容量的新型光纤系统，这是目超大容量的新型光纤系统，这是目前光纤通信发展的主要趋势。前光纤通信发展的主要趋势。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信89激光二极管激光二极管

65、 发光二极管发光二极管 1输出光功率较大，几输出光功率较大，几mW一几十一几十mw。 输出光功率较小，一般仅输出光功率较小，一般仅1mw一一2mW。 2带宽大，调制速率高，几百带宽大，调制速率高，几百MHz一几一几十十GHz。 带宽小，调制速率低，几十一带宽小，调制速率低，几十一200MHz。 3光束方向性强，发散度小。光束方向性强，发散度小。 方向性差，发散度大。方向性差，发散度大。 4与光纤的耦合效率高，可高达与光纤的耦合效率高，可高达80以上。以上。 与光纤的耦合效率低，仅百分之几。与光纤的耦合效率低，仅百分之几。 5光谱较窄。光谱较窄。 光谱较宽。光谱较宽。 6制造工艺难度大，成本高。

66、制造工艺难度大，成本高。 制造工艺难度小，成本低。制造工艺难度小，成本低。 7在要求光功率较稳定时，需要在要求光功率较稳定时，需要APC和和ATC。 可在较宽的温度范围内正常工作。可在较宽的温度范围内正常工作。 8输输 出特性曲线的线性度较好。出特性曲线的线性度较好。 在大电流下易饱和。在大电流下易饱和。 9可靠性一般。可靠性一般。 可靠性较好。可靠性较好。 10工作寿命短。工作寿命短。 工作寿命长。工作寿命长。 4-4发光二极管发光二极管9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信904-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路一、调制方式一、调制方式1. 光调制

67、光调制 将光信号加载到光源的发射光束上。调制后的光波将光信号加载到光源的发射光束上。调制后的光波经过光纤信道送至接收端，由光接收机鉴别出它的变化，经过光纤信道送至接收端，由光接收机鉴别出它的变化，再现出原来的信息，称为光解调。再现出原来的信息，称为光解调。2. 调制方式的分类调制方式的分类（1）直接调制）直接调制/内调制内调制-仅适用于半导体光源仅适用于半导体光源(LD和和LED) 把要传送的信息转变为电流信号注入把要传送的信息转变为电流信号注入LD或或LED，从，从而获得相应的光信号，采用的是电源调制方法。而获得相应的光信号，采用的是电源调制方法。 直接调制后的光波电场振幅的平方比例于调制信

68、号，直接调制后的光波电场振幅的平方比例于调制信号，是一种光强度（是一种光强度（IM）的方法。）的方法。 DIM9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信914-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路（2）间接调制）间接调制/外调制外调制对光源的输出信号进行调制。对光源的输出信号进行调制。利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射信号的调制，这种调制方法适合于半来实现对激光辐射信号的调制，这种调制方法适合于半导体激光器，也适应于其他类型的激光器。导体激光器，也适应于其他类型的激光器。间接调制也可采用内调

69、制。用集成光学的方法把激间接调制也可采用内调制。用集成光学的方法把激光器和调制器集成在一起，用调制信号控制调制元件的光器和调制器集成在一起，用调制信号控制调制元件的物理性质，从而改变激光输出特性以实现调制物理性质，从而改变激光输出特性以实现调制LD调制器调制器(晶体晶体)光信号光信号调制信号：谐振腔的外面放置调制器调制信号：谐振腔的外面放置调制器9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信924-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信934-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路间接调制间接

70、调制/外调制与直接调制外调制与直接调制/内调制的区别：内调制的区别：光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。的限制。外调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得外调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统。优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统。 目前已提出的间接调制方式有电光调制、声光目前已提出的间接调制方式有电光调制、声光调制和磁光调制。调制和磁光调制。 9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通

71、信944-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 电光调制电光调制电光调制的基本工作原理是利用晶体的电光效应。电光调制的基本工作原理是利用晶体的电光效应。电光效应是指由外加电压引起的晶体的折射率发生电光效应是指由外加电压引起的晶体的折射率发生变化的现象。变化的现象。 基本工作原理：基本工作原理：利用电光晶体（如利用电光晶体（如铌酸锂晶体铌酸锂晶体等）等）的电光效应，当外加电场变化时，将引起晶体折射的电光效应，当外加电场变化时，将引起晶体折射率率n随之变化的现象，随之变化的现象，折射率的变化又将引起光波相折射率的变化又将引起光波相位的变化位的变化。其中电场变化实际上就是对应于调制电。其中电场

72、变化实际上就是对应于调制电压的变化（即需要传输的信号的变化）。这样，压的变化（即需要传输的信号的变化）。这样，调调制电压的变化最终将得到光波的相位的变化制电压的变化最终将得到光波的相位的变化，从而，从而达到电光调相的结果。达到电光调相的结果。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信954-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 当一个当一个Asin(wt+0)的光波入射到光波调制器的光波入射到光波调制器(Z=0)，经过长度为，经过长度为L的外电场作用区后，输出光场的外电场作用区后，输出光场(Z=L)即已即已调制光波为调制光波为Asin(wt+0+) ，相位变化

73、因子，相位变化因子 受外电压受外电压的控制从而实现相位调制。的控制从而实现相位调制。 普科尔（普科尔（Pockel）效应）效应(常用常用)与克尔（与克尔（Kerr）效应。）效应。Pockel：当晶体的折射率与外加电场幅度成线性变化；：当晶体的折射率与外加电场幅度成线性变化；Kerr：当晶体的折射率与外加电场幅度的平方成比例变：当晶体的折射率与外加电场幅度的平方成比例变化。化。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信964-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 声光调制声光调制声光调制器声光调制器是利用介质的声光效应制成的。是利用介质的声光效应制成的。声光调制

74、声光调制的工作原理：的工作原理：当调制电信号变化时，当调制电信号变化时，由于压电效应，使压电晶体产生由于压电效应，使压电晶体产生机械振动形成超机械振动形成超声波声波，这个，这个声波引起声光介质的密度发生变化声波引起声光介质的密度发生变化，使介质使介质折射率跟着变化折射率跟着变化，从而形成一个变化的光，从而形成一个变化的光栅，由于光栅的变化，使光强随之发生变化，结栅，由于光栅的变化，使光强随之发生变化，结果使光波受到调制。果使光波受到调制。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信974-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 磁光调制磁光调制 磁光调制磁光调制是

75、利用法拉第效应得到的一种光间磁光调制磁光调制是利用法拉第效应得到的一种光间接调制；接调制； 基本原理：基本原理：入射光信号经过起偏器，使入射光变为偏入射光信号经过起偏器，使入射光变为偏振光，这束偏振光通过振光，这束偏振光通过YIG磁棒时，其偏置方向随绕在磁棒时，其偏置方向随绕在上面线圈的调制信号而变化，当偏振方向与后面的检偏上面线圈的调制信号而变化，当偏振方向与后面的检偏器相同时，输出光强最大，当偏振方向与检偏器方向垂器相同时，输出光强最大，当偏振方向与检偏器方向垂直时，输出光强最小，从而使输出光强随调制信号变化，直时，输出光强最小，从而使输出光强随调制信号变化，实现了光的间接调制。实现了光的

76、间接调制。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信984-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路外调外调制器制器放大器放大器 电信号电信号调制光调制光电调制信号电调制信号调制后的光波调制后的光波LDLD LD 输出输出连续光波连续光波9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信994-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路二、光源的模拟信号调制二、光源的模拟信号调制 直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对光源进行调制。光源进行调制。 LED模拟调制原理：模拟调制原理：连续的模拟信号

77、电流叠加在直连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，流偏置电流上，适当选择直流偏置的大小适当选择直流偏置的大小，使静态工作，使静态工作点位于发光管特性曲线线性段的中点，可以减小光信号点位于发光管特性曲线线性段的中点，可以减小光信号的非线性失真。的非线性失真。 在所有通信系统中，用在所有通信系统中，用LED作为光源时，均采用直作为光源时，均采用直接强度调制。接强度调制。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1004-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路光源的模拟信号调制光源的模拟信号调制9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1

78、014-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路典型的模拟模拟调制电路典型的模拟模拟调制电路电流放大电路电流放大电路：放大倍数：放大倍数=Ic/Ib，ALEDV+usV+9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1024-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路三、光源的数字调制三、光源的数字调制 数字调制主要是指数字调制主要是指PCM编码调制。编码调制。 信号电流为单向二进制数字信号，用单向脉冲信号电流为单向二进制数字信号，用单向脉冲电流的电流的“有有”、“无无”(“1”码和码和“0”码码)控制发控制发光管的发光与否光管的发光与否。1.LED的数字调制的数字调

79、制 LED数字系统都是通过数字系统都是通过控制流经发光管电流控制流经发光管电流的的办法达到调制输出光功率的目的。办法达到调制输出光功率的目的。LED的数字调制电路采用的数字调制电路采用电流开关电路电流开关电路，最常用的，最常用的是差分电流开关电路，提高调制速率。是差分电流开关电路，提高调制速率。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1034-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 数字信号从基极输入，数字信号从基极输入，通过集电极的电流驱动通过集电极的电流驱动LED，“0”码时三极管截止，码时三极管截止，“1”码时三极管导通。码时三极管导通。 对于对于LED

80、的二值码调制信的二值码调制信号，其直流偏置可以选择在零号，其直流偏置可以选择在零点，即输入信号为零时，输出点，即输入信号为零时，输出功率也为零。因此驱动电路中功率也为零。因此驱动电路中可以没有直流偏置调整电路可以没有直流偏置调整电路。uiV+9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1044-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路LED的数字信号调制的数字信号调制9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1054-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路2.LD的数字调制的数字调制LD数字系统通常用于高速系数字系统通常用于高速系统，

81、且是统，且是阈值器件阈值器件，它的温度稳定，它的温度稳定性较差，与性较差，与LED相比，其调制问题相比，其调制问题要复杂的多，驱动条件的选择、调要复杂的多，驱动条件的选择、调制电路的形式和工艺，制电路的形式和工艺， 都对调制性都对调制性能至关重要。能至关重要。 LD驱动电路中驱动电路中必须有直流偏必须有直流偏置电流置电流，因此驱动，因此驱动LD器件发光的器件发光的是是Ib+Im共同作用的结果。共同作用的结果。 Im的选择应考虑光源输出的选择应考虑光源输出光脉光脉冲的幅度冲的幅度，又要考虑，又要考虑自脉动现象自脉动现象。PIIbIm9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光

82、纤通信1064-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路 此动画为此动画为LD的数字调制的数字调制动画：注意与动画：注意与LED数字数字调制时其调制时其P-I特性曲线的区别特性曲线的区别。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1074-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路uinVB(参考电压参考电压)IbV-V3V1V2 LD数字驱动电路数字驱动电路通过通过差分电流开关差分电流开关提高提高开关速度，开关速度，V1、V2是是一对差分管，一个导通、一对差分管，一个导通、一个截止，组成一个电一个截止，组成一个电流开关，数字电信号流开关，数字电信号uin从从V1

83、的基极输入，的基极输入，VB是直流参考电压施加是直流参考电压施加在在V2的基极上，的基极上，V3是是恒流源。恒流源。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1084-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路（1）LD的输出功率监控方法的输出功率监控方法 由于温度变化和工作时间加长，由于温度变化和工作时间加长，LD的输出功率会发的输出功率会发生变化生变化(降低降低)，采用控制电路的反馈电流，采用控制电路的反馈电流使输出功率稳使输出功率稳定定，控制电路的功能是动态地，控制电路的功能是动态地调整其偏置电流调整其偏置电流，从而实，从而实现输出功率稳定。现输出功率稳定。

84、利用利用LD输出光纤的功率，由输出光纤的功率，由Y型光纤耦合器分流出一型光纤耦合器分流出一小部分光功率进行监控。小部分光功率进行监控。 LD的后解理面发射的光通常被用于这种监控目的。的后解理面发射的光通常被用于这种监控目的。LD主输出光主输出光反馈光反馈光9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1094-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路LDuinVBIbV-V3V1V2PIN输出监控输出监控慢启动慢启动110ms9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1104-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路（2）输出功率监控电路

85、中的慢启动电路）输出功率监控电路中的慢启动电路 慢启动电路是慢启动电路是一保护电路一保护电路。在光发射机中，调。在光发射机中，调制电路、偏置电路、反馈电路等经常都是共用一组制电路、偏置电路、反馈电路等经常都是共用一组电源。为电源。为防止接通电源时光源电流的瞬态过冲防止接通电源时光源电流的瞬态过冲，往，往往先让调制电路、反馈电路及运算放大器等接通，往先让调制电路、反馈电路及运算放大器等接通，而偏置电流而偏置电流Ib却是缓慢增加，即接通电源后，反馈电却是缓慢增加，即接通电源后，反馈电路、调制电路达到稳定工作之前，偏置电路缓慢启路、调制电路达到稳定工作之前，偏置电路缓慢启动，防止了接通电源瞬间冲击电

86、流对光源的损伤。动，防止了接通电源瞬间冲击电流对光源的损伤。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1114-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路（3）LD偏置电流的选取偏置电流的选取加大直流偏置电流使其逼近阈值，可减小电光延加大直流偏置电流使其逼近阈值，可减小电光延迟时间，提高频谱利用率和通信容量，同时使张弛迟时间，提高频谱利用率和通信容量，同时使张弛振荡得到一定程度的抑制；振荡得到一定程度的抑制；当激光器偏置在阈值附近时，较小的调制脉冲电当激光器偏置在阈值附近时，较小的调制脉冲电流就可得到足够的输出光脉冲，流就可得到足够的输出光脉冲，Ib和（和（Ib+I

87、m）的值）的值相差不大，从而可以大大减小码型效应和结发热效相差不大，从而可以大大减小码型效应和结发热效应的影响；应的影响；9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1124-5光源的调制及驱动电路光源的调制及驱动电路由于偏置电流决定由于偏置电流决定“0”码时的发光功率，因此加大偏码时的发光功率，因此加大偏置电流会使激光器的消光比恶化；置电流会使激光器的消光比恶化； 光源的消光比将直接影响接收机的灵敏度，为使光光源的消光比将直接影响接收机的灵敏度，为使光接收机有良好的灵敏度，消光比应小于接收机有良好的灵敏度，消光比应小于10%。当当Ib=Ith时，散粒噪声严重，时，散

88、粒噪声严重，有一很陡的峰值，有一很陡的峰值，Ib应应小小于又近似等于于又近似等于Ith为宜，一般为为宜，一般为0.71.0。 因此，因此，Ib的选取要兼顾到电光延迟、张弛振荡、码的选取要兼顾到电光延迟、张弛振荡、码型效应、结发热效应、激光器的消光比和散粒噪声等各型效应、结发热效应、激光器的消光比和散粒噪声等各个方面的情况。个方面的情况。 另外，阈值电流另外，阈值电流Ith对温度敏感，半导体激光器使用对温度敏感，半导体激光器使用过程中老化，过程中老化， Ith也增大。也增大。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1134-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路

89、 LD结区温度的变化以及激光管老化都会使结区温度的变化以及激光管老化都会使Ith增增大，量子效率下降，从而导致输出光脉冲的幅度发大，量子效率下降，从而导致输出光脉冲的幅度发生变化，另外，生变化，另外，LD还将发生输出波长漂移。为了保还将发生输出波长漂移。为了保证激光器有证激光器有稳定的波长稳定的波长以及以及稳定的输出光功率稳定的输出光功率，需，需要有各种辅助电路，例如功率控制电路、温控电路、要有各种辅助电路，例如功率控制电路、温控电路、限流保护电路和各种告警电路等。限流保护电路和各种告警电路等。 需要说明的是，需要说明的是，某个信道的功率变化不仅影响某个信道的功率变化不仅影响本信道的传输性能，

90、而且经本信道的传输性能，而且经EDFA的瞬态效应还将影的瞬态效应还将影响其他信道的性能。响其他信道的性能。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1144-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路一、自动温度控制电路（一、自动温度控制电路（ATC）热沉：热沉：导热材料，采用导热性能好的铜。导热材料，采用导热性能好的铜。热敏电阻：热敏电阻：传感器，监测激光器的结温，通过控制电路传感器，监测激光器的结温，通过控制电路与基准温度比较、放大，驱动制冷器使激光器在恒定的与基准温度比较、放大，驱动制冷器使激光器在恒定的温度下工作。温度下工作。9/18/2024广东海洋大学理

91、学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1154-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路制冷器：制冷器：微型半导体微型半导体PN结。结。 多采用半导体制冷器，它利用半导体材料的珀尔多采用半导体制冷器，它利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。帖效应制成的。当直流电流通过两种半导体组成的电偶时，出当直流电流通过两种半导体组成的电偶时，出现一端吸热另一端放热的现象，这种现象称为珀尔现一端吸热另一端放热的现象，这种现象称为珀尔帖效应。帖效应。微型半导体制冷器的温差可以达到微型半导体制冷器的温差可以达到3040，0.5的精度。的精度。放热放热吸热吸热9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光

92、纤通信光纤通信1164-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路具体的温度控制电路具体的温度控制电路ATC： -通过平衡电桥实现通过平衡电桥实现热敏电阻热敏电阻Rf，制冷器制冷器RC。Rf、Rl、R2、R3组成桥式电路，组成桥式电路，其输出电压加到差分放大器的同相和反相输入端，在某温度下，其输出电压加到差分放大器的同相和反相输入端，在某温度下，电桥达到平衡。电桥达到平衡。 当当LD温度升高时，温度升高时，Rf下降，差分放大器输入压降升高，差下降，差分放大器输入压降升高，差分放大器输出电压升高，分放大器输出电压升高， BGl正向导通，通过制冷器正向导通，通过制冷器RC的电流的电流IC加大，使加

93、大，使LD的温度下降，维持的温度下降，维持LD的结温不高于设定的温度。的结温不高于设定的温度。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1174-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路二、自动功率控制电路（二、自动功率控制电路（APC） APC从两个方面着手。从两个方面着手。第一，控制第一，控制LD的偏置电流，使其自动跟踪阈值的偏置电流，使其自动跟踪阈值变化，从而使激光器总是偏置在最佳工作状态；变化，从而使激光器总是偏置在最佳工作状态；第二，控制第二，控制LD的调制脉冲电流，使其自动跟踪的调制脉冲电流，使其自动跟踪D而变化，从而保持输出光脉冲信号的幅度恒定。而变

94、化，从而保持输出光脉冲信号的幅度恒定。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1184-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路典型的典型的APC电路：电路：9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1194-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路APC电路的工作原理：电路的工作原理： 当由于温度原因使当由于温度原因使LD输出光功率降低时，输出光功率降低时，流过流过PD(通常为通常为PIN)的电流减小，的电流减小，A1放大器反向放大器反向输入端电位增大，输入端电位增大，A1放大器输出端电位降低放大器输出端电位降低(即即A3放大器反

95、向输入端电位降低放大器反向输入端电位降低)， A3放大器的输放大器的输出端电位随即增大出端电位随即增大 ，使，使Ib增加，从而达到增加，从而达到LD的的输出功率稳定。输出功率稳定。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信1204-6LD光发射机的控制电路光发射机的控制电路三、其他保护、监测电路三、其他保护、监测电路LD保护电路保护电路: 使半导体激光器的偏流使半导体激光器的偏流慢启动慢启动以及限以及限制制偏流不要偏流不要过大。过大。 由于激光器老化以后输出功率将降低，自动功由于激光器老化以后输出功率将降低，自动功率控制电路将使激光器偏流不断增加，如果不限制率控制电

96、路将使激光器偏流不断增加，如果不限制偏流就可能烧毁激光器。偏流就可能烧毁激光器。无光告警电路无光告警电路: 当光发射机电路出现故障，或输入信当光发射机电路出现故障，或输入信号中断，或激光器失效都将使激光器较长时间不发号中断，或激光器失效都将使激光器较长时间不发光，这时延迟告警电路将发出告警指示。光，这时延迟告警电路将发出告警指示。9/18/2024广东海洋大学理学院广东海洋大学理学院光纤通信光纤通信121思思考考题题简述半导体发光原理。简述半导体发光原理。简述激光器和光探测器的本质区别。简述激光器和光探测器的本质区别。激光器起振的阈值条件是什么？激光器起振的阈值条件是什么？激光器起振的相位条件是什么？激光器起振的相位条件是什么？半导体激光器的主要特性有哪些？半导体激光器的主要特性有哪些？半导体激光器的瞬态特性对通信会产生什么样的影响半导体激光器的瞬态特性对通信会产生什么样的影响？如何避免？如何避免？简述简述DFB激光器的工作原理。激光器的工作原理。LED和和LD的主要区别是什么？的主要区别是什么？典型驱动电路典型驱动电路(模拟和数字模拟和数字)。功率控制电路和温度控制电路的目的是什么？分别通功率控制电路和温度控制电路的目的是什么？分别通过什么参数进行控制？过什么参数进行控制？9/18/2024