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第
3
章
通信用光器
3.1
光源
3.1.1
激光器工作原理
3.1.2
半导体激光器
(LD)
3.1.3
发光二极管
(LED)
3.1.4
半导体光源的应用
3.2
光检测器
3.2.1
光电检测器的工作原理
3.2.2 PIN
光电二极管
3.2.3
雪崩光电二极管
(APD)
3.2.4
光电检测器的特性
3.3
无源光器件
3.3.1
光纤连接器
3.3.2
光衰减器
3.3.3
光分路耦合器
3.3.4
光隔离器与光环行器
3.3.5
波长转换器
3.3.6
光开关
3.3.7
光滤波器
3.3.8
光纤光栅
第
3
章
通信用光器件
通信用光器件可以分为
有源器件
和
无源器件
两种类型。
有源器件
包括
光源
、
光检测器
光无源器件
主要有
连接器
、
耦合器
、
波分复用器
、
调制
器
、
光开关
和
隔离器
等。
�
3.1
光源
光源
是光发射机的关键器件,其功能是把电信号转换
为光信号。
目前光纤通信广泛使用的光源主要有
半导体激光二极
管或称激光器
(LD)
和发光二极管或称发光管
(LED)
,
有些
场合也使用
固体激光器
。
�
本节首先介绍
半导体激光器
(LD)
的工作原理、基本结
构和主要特性,然后进一步介绍性能更优良的
分布反馈激
光器
(DFB -
LD)
,最后介绍可靠性高、寿命长和价格便宜的
发光管
(LED
)
。
�
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。
�
1.
受激辐射和粒子数反转分布
2.
有源器件
的物理基础是
光和物质相互作用的效应
。
3.
在物质的原子中,存在许多能级,最低能级
E
1
称为基
态,能量比基态大的能级
E
i
(i=2, 3, 4 …)
称为激发态。
4.
电子在低能级
E
1
的基态和高能级
E
2
的激发态之间的跃迁
有三种基本方式:
受
受
激
激
吸
吸
收
收
自
自
发
发
辐
辐
射
射
受
受
激
激
辐
辐
射
射
(
见图
3.1)
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