光源和光發(fā)射器PPT課件

1、1,2,Chapter 3 Optical Source and Light Transmitter 光源和光發(fā)射機(jī),光源可實(shí)現(xiàn)從電信號到光信號的轉(zhuǎn)換，是光發(fā)射機(jī)以及光纖通信系統(tǒng)的核心器件，它的性能直接關(guān)系到光纖通信系統(tǒng)的性能和質(zhì)量指標(biāo)。本章主要對半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)和半導(dǎo)體激光器(LD)這兩種光源的工作原理、應(yīng)用以及相關(guān)的調(diào)制進(jìn)行介紹,3,第三章 光源和光發(fā)射機(jī),激光二極管 發(fā)光二極管 光發(fā)射機(jī) 光源的調(diào)制方式,4,導(dǎo)帶：電子不受原子的約束，可以自由活動。 價帶：空穴不受約束，可以自由活動,5,光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射,工作物質(zhì)和泵浦源是實(shí)現(xiàn)光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射的最

2、基本條件。 自發(fā)輻射：大量處于高能級的粒子，各自分別發(fā)射一列一列頻率為=(E2 -E1) /h的光波，但各列光波之間沒有固定的相位關(guān)系，可以有不同的偏振方向，沿所有可能的方向傳播。各光子彼此無關(guān),6,雙能級原子系統(tǒng)的三種躍遷,7,光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射,工作物質(zhì)和泵浦源是實(shí)現(xiàn)光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射的最基本條件。 自發(fā)輻射：大量處于高能級的粒子，各自分別發(fā)射一列一列頻率為=(E2 -E1) /h的光波，但各列光波之間沒有固定的相位關(guān)系，可以有不同的偏振方向，沿所有可能的方向傳播。各光子彼此無關(guān)。 受激輻射：處于高能級E2的粒子受到光子能量為的光照射時，粒子會由于這種入射光的刺

3、激而輻射出與入射光一模一樣的光子，并躍遷到低能級E1上。有相同的偏振方向和傳播方向,8,雙能級原子系統(tǒng)的三種躍遷,受激輻射的光子與原光子具有相同的波長、相位和傳播方向,9,自發(fā)輻射和受激輻射的特點(diǎn),自發(fā)輻射的同時總伴有受激輻射發(fā)生。 在熱平衡情況下，自發(fā)輻射占絕對優(yōu)勢。 當(dāng)外界給系統(tǒng)提供能量時，如采用光照（即光泵）或電流注入（即電泵），打破熱平衡狀態(tài)，大量粒子處于高能級，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后，在發(fā)光束方向上的受激輻射比自發(fā)輻射的強(qiáng)度大幾個數(shù)量級。 總結(jié)受激輻射的首要條件： 工作物質(zhì)（即能實(shí)現(xiàn)粒子躍遷的晶體材料，如GaAs和InGaAsP） 外界供給能量滿足粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（常采用電流注入法,10,激光器被

4、視為20世紀(jì)的三大發(fā)明之一，特別是半導(dǎo)體激光器LD倍受重視。 光纖通信中最常用的光源是半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED。 主要差別： 發(fā)光二極管輸出非相干光(自發(fā)輻射)； 半導(dǎo)體激光器輸出相干光(受激輻射,11,3.1.1 工作原理 1.發(fā)光原理 LD是基于受激輻射的原理工作的，光的受激輻射過程中必須保持能量和動量的守恒,3.1 激光器二極管LD,12,2. LD結(jié)構(gòu),限制層,有源層,限制層,雙異質(zhì)結(jié),端鏡面 激光器兩端是端鏡面，兩者是平行的，同時又是非常平坦光亮的，它可以使有源層產(chǎn)生的光部分逸出，因此端鏡面和有源層構(gòu)成了光的容器,13,注入電子,有源層,電子勢壘,電子能量,折射率,空穴勢壘

5、,注入空穴,雙異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件,把有源層夾在P型和N型限制層間,LD發(fā)射激光的首要條件-粒子數(shù)反轉(zhuǎn),另一個條件是半導(dǎo)體激光器中必須存在光學(xué)諧振腔，并在諧振腔里建立起穩(wěn)定的振蕩。 有源區(qū)里實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后，受激發(fā)射占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是，激光器初始的光場來源于導(dǎo)帶和價帶的自發(fā)輻射，頻譜較寬，方向也雜亂無章。 為了得到單色性和方向性好的激光輸出，必須構(gòu)成光學(xué)諧振腔,LD 發(fā)射激光的第二個條件-光學(xué)諧振腔,光在諧振腔里建立穩(wěn)定振蕩的條件,相位條件-使諧振腔內(nèi)的前向和后向光波發(fā)生相干； 閾值條件-使腔內(nèi)獲得的光功率正好與腔內(nèi)損耗相抵消。 只有諧振腔里的光增益和損耗值保持相等，并且諧振腔內(nèi)的前向和后向光波

6、發(fā)生相干時，才能在諧振腔的兩個端面輸出譜線很窄的相干光束,17,LD閾值條件 設(shè)增益介質(zhì)的增益和損耗分別為G和，諧振腔內(nèi)光功率隨距離z的變化： 光束在腔內(nèi)一個來回時，兩次通過增益介質(zhì)，這時的光增益為,18,建立光振蕩的條件 產(chǎn)生激光的閾值條件 光與半導(dǎo)體物質(zhì)的相互作用可用速率方程來描述,增益介質(zhì)的損耗,通過反射鏡的損耗,19,物理意義：在單位時間內(nèi)，總光子數(shù)目取決于受激輻射產(chǎn)生光子數(shù)目、自發(fā)輻射產(chǎn)生光子數(shù)目、激光腔損耗造成的光子損失數(shù)目；在單位時間內(nèi)，總電子數(shù)目取決于注入載流子數(shù)目、自發(fā)輻射導(dǎo)致導(dǎo)帶的電子損失數(shù)目、受激輻射導(dǎo)致導(dǎo)帶的電子損失數(shù)目 使s值增加，n值要大于閾值nth,20,nth可

7、由閾值電流密度來jth表示，實(shí)際上jth是光子數(shù)目s=0時，保持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)所需的電流密度。 穩(wěn)定狀態(tài)下，粒子數(shù)不再變化：n=nth,21,3.1.2 LD的工作特性,22,PI特性 光譜特性 調(diào)制特性,23,一、 半導(dǎo)體激光器的PI特性,典型的PI曲線,PI曲線：激光二極管的總發(fā)射光功率P與注入電流I的關(guān)系曲線,24,T0-LD的特征溫度，與器件的材料、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。T0代表Ith對溫度的靈敏度，也可解釋為激光二極管的熱穩(wěn)定性。較高的T0意味著當(dāng)溫度快速增加時，激光二極管Ith 激光二極管Ith 增加不大,不同溫度下的PI曲線,溫度特性：溫度升高時性能下降，閾值電流隨溫度按指數(shù)增長,25,表示激

8、光器件把注入的電子空穴對（注入電荷）轉(zhuǎn)換成從器件發(fā)射的光子的效率。是一個以百分?jǐn)?shù)（）度量的性能系數(shù)。 D可從P-I特性的斜率（閾值以上）dP/dI求得,2. 光電效率,外微分量子效率D,26,內(nèi)量子效率i是衡量激光二極管把電子空穴對（注入電流）轉(zhuǎn)換成光子能力的一個參數(shù)。 與D不同的的是， i與激光二極管的幾何尺寸無關(guān)，是評價激光二極管半導(dǎo)體晶片質(zhì)量的主要參數(shù)。 i和D既有關(guān)系又有差別。 i是激光二極管把電子空穴對（注入電流）轉(zhuǎn)換成光子效率的直接表示，但要注意，并非所有光子都出射成為輸出光，有些光子由于各種內(nèi)部損耗而被重新吸收。 D是激光二極管把電子空穴對（注入電流）轉(zhuǎn)換成輸出光的效率象征。 D

9、總是比i小,內(nèi)量子效率i,有源區(qū)內(nèi)每秒鐘產(chǎn)生的光子數(shù),有源區(qū)內(nèi)每秒鐘注入的電子-空穴對數(shù),內(nèi)量子效率i,27,LD的模式特性首先取決于光腔的三個線度（橫向、側(cè)向、縱向的尺寸）及介質(zhì)特性。通常腔內(nèi)能存在許多模式，但只有獲得凈增益（滿足閾值條件）的那些模式才能被激勵，它的頻率才會出現(xiàn)在輸出光中。在實(shí)際應(yīng)用中，模式的穩(wěn)定性和線寬是對系統(tǒng)性能影響較大的兩個參量,二、半導(dǎo)體激光器的光譜特性,28,1、激光器縱模的概念,激光器的縱模反映激光器的光譜性質(zhì)。對于半導(dǎo)體激光器，當(dāng)注入電流低于閾值時，發(fā)射光譜是導(dǎo)帶和價帶的自發(fā)輻射譜，譜線較寬；只有當(dāng)激光器的注入電流大于閾值后，諧振腔里的增益才大于損耗，自發(fā)輻射譜

10、線中滿足駐波條件的光頻率才能在諧振腔里振蕩，使激光器的輸出光譜呈現(xiàn)出以一個或幾個模式振蕩，這種振蕩稱之為激光器的縱模,m-正整數(shù)；L-腔長； n-材料折射,諧振條件（正入射,29,諧振頻率（正入射,相鄰縱模的頻率間隔,30,2.光譜特性,p為具有最大輻射功率的縱模峰值所對應(yīng)的波長，稱為峰值波長。 為LD的譜寬，其定義為縱模包絡(luò)下降到最大值一半時對應(yīng)的波長寬度，也稱半高全寬光譜寬度。 L是一個縱模中光譜輻射功率為其最大值一半的譜線兩點(diǎn)間的波長間隔,31,LED和LD的光譜特性,32,I=67mA P=1.2mW,I=75mA P=2.5mW,I=100mA P=10mW,I=95mA P=6mW

11、,I=80mA P=4mW,隨著電流增加，主模的增益增加，而邊模的增益減小，縱模數(shù)減少，一個模式開始占優(yōu)勢，直到出現(xiàn)單個窄線寬的光譜為止,3、縱模數(shù)隨注入電流而變,33,三、半導(dǎo)體激光器的瞬態(tài)性質(zhì),半導(dǎo)體激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、響應(yīng)速度快、可以進(jìn)行直接調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，被視為光纖通信中的理想光源。但在對半導(dǎo)體激光器進(jìn)行脈沖調(diào)制時，激光器往往呈現(xiàn)出復(fù)雜的動態(tài)性質(zhì)光電瞬態(tài)響應(yīng),電光延遲 張弛振蕩 自脈動,34,1. 電光延遲,原因：激光輸出與注入電脈沖之間存在一個時間延遲，一般為納秒量級。 降低方法：預(yù)偏置在Ith附近,直流預(yù)偏置電流,35,張弛振蕩：當(dāng)電流脈沖注入激光器以后，輸出光脈沖表現(xiàn)出衰減式振

12、蕩。是激光器內(nèi)部光電相互作用所表現(xiàn)出來的固有特性,自脈動：某些激光器在某些注入電流下發(fā)生的一種持續(xù)振蕩,張弛振蕩和自脈動的結(jié)合。激光器激射以后，先出現(xiàn)一個張弛振蕩的過程，隨后則開始持續(xù)自脈動,光電瞬態(tài)響應(yīng)波形,36,當(dāng)注入電流從零快速增大到閾值以上時，經(jīng)電光延遲后產(chǎn)生激光輸出，并在脈沖頂部出現(xiàn)阻尼振蕩，經(jīng)過幾個周期后達(dá)到平衡值。 采用預(yù)偏置在Ith附近的方法，可減小張弛振蕩,2. 張弛振蕩,37,不同于張弛振蕩,容易發(fā)生在閾值附近和P-I特性的扭曲區(qū)。 造成自脈動的機(jī)理涉及量子噪聲效應(yīng)、有源區(qū)的缺陷及溫度感應(yīng)的變化等因素。 抑制這種現(xiàn)象主要靠控制材料的質(zhì)量，盡量減少有源區(qū)的缺陷,3. 自脈動(

13、持續(xù)振蕩,38,激光二極管的啁啾特性：在直接調(diào)制激光二極管時，不僅輸出光功率隨調(diào)制電流發(fā)生變化，而且光的頻率也會發(fā)生波動。 帶有頻率啁啾的信號在單模光纖中傳播時，在色散作用下，將增大非線性失真。 隨著調(diào)制速率增加，啁啾現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。 解決辦法：采用外部調(diào)制器,4、啁啾,39,LD的噪聲源主要有： （1）相位噪聲 （2）工作不穩(wěn)定引起的噪聲（如自脈動） （3）光纖端面與LD之間互作用引起的噪聲 （4）模噪聲（單模LD+多模光纖系統(tǒng)）與模分配噪聲（多模LD+單模光纖系統(tǒng)） 通過模式穩(wěn)定及光隔離器來減低或消除,四、半導(dǎo)體激光器的噪聲特性,由于LD諧振腔內(nèi)載流子和光子密度的量子起伏，造成輸出光波中存在

14、著固有的量子噪聲，一般用相對噪聲強(qiáng)度RIN來度量，即光強(qiáng)度脈動的均方根與平均光強(qiáng)度平方之比,40,LD的類型,1.法布里-珀羅型激光器F-P LD F-P LD是最常見最普通的LD. 由有源層和有源層兩邊的限制層構(gòu)成，諧振腔由晶體的兩個解 理面構(gòu)成。通常為 雙異質(zhì)結(jié)LD。 激光器實(shí)質(zhì)上是一個 受激發(fā)射的光振蕩放 大器,41,F-P LD基本工作原理,實(shí)現(xiàn)F-P LD激射工作的四個基本條件： 要有能實(shí)現(xiàn)電子和光場相互作用的工作物質(zhì) 要有注入能量的泵浦源（光泵或者電泵浦） 要有一個F-P諧振腔 要滿足振蕩條件,42,F-P諧振腔,將已實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 的系統(tǒng)置于嚴(yán)格平行的一 對反射鏡之間便形成F

15、-P諧振腔。光在兩個反射鏡之間往返多次過程中，得到放大,43,振蕩條件,當(dāng)增益超過由部分反射和散射等多種因素引起的總損耗，經(jīng)過諧振腔的選頻作用，特定頻率的光波在諧振腔內(nèi)積累能量并通過反射鏡射出，形成激光（相干光）。 相位條件,n-有源層折射率；L-腔長 m-任意整數(shù)；-波長,滿足相位條件的頻率有無限多個，只有那些在譜線中心附近的頻率才能滿足振蕩條件，所以激光器的振蕩頻率只能取有限個分立值,44,窄譜寬半導(dǎo)體激光器,分布反饋激光器是單縱模(SLM) LD，即頻譜特性只有一個縱模（譜線）的 LD。 SLM LD與法布里-珀羅 LD 相比，它的諧振腔損耗與模式有關(guān)，即對不同的縱模具有不同的損耗。 這

16、是通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，使分布反饋 LD 內(nèi)部具有一個對波長有選擇性的衍射光柵，從而使只有滿足布拉格波長條件的光波才能建立起振蕩,45,分布反饋 LD的分類,分布反饋式激光器 DFB: Distributed Feed Back 分布布拉格反射式激光器 DBR: Distributed Bragg Reflector,46,2. Distributed-Feedback Laser Diode分布反饋激光器(DFB LD,DFB LD同F(xiàn)-P LD的主要區(qū)別：DFB LD沒有專門的諧振腔反射鏡，它的反射機(jī)構(gòu)是由有源區(qū)波導(dǎo)上的Bragg光柵提供的。 分布式反饋,非常好的單色性和方向性,47,DFB

17、LD基本工作原理,在有源區(qū)介質(zhì)表面上使用全息光刻法做成周期性的波紋形狀。 用泵浦（光泵浦或電泵浦）激發(fā)，造成足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，具備增益條件 只有波長滿足“Bragg反射條件”的光波才能在介質(zhì)中來回反射，得到不斷的加強(qiáng)和增長,48,DBF激光器比其他常規(guī)激光器有更好的溫度特性； 窄線寬特性（典型值為0.1nm0.2nm） 光柵起到穩(wěn)定輸出波長的作用 線性響應(yīng)好,2. 分布反饋激光器(DFB LD,DFB LD已成為中長距離光纖通信應(yīng)用的主要激光器,49,3. 分布Bragg反射型激光器DBR LD,DBR LD的周期性溝槽不在有源波導(dǎo)表面上，而是在有源層波導(dǎo)兩外側(cè)的無源波導(dǎo)層上，這兩個無源的光柵

18、波導(dǎo)充當(dāng)Bragg反射鏡的作用。由于有源波導(dǎo)的增益特性和無源周期波導(dǎo)的Bragg發(fā)射，只有在Bragg頻率附近的光波才能滿足振蕩條件，從而發(fā)射出激光,50,5. Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser Diodes垂直腔表面發(fā)射激光器,垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser） 它的光發(fā)射方向與腔體垂直，而不是像普通激光器那樣，與腔體平行。這種激光器的光腔軸線與注入電流方向相同,51,VCSEL 激光器示意圖,這種激光器的光腔軸線與注入電流方向相同。 有源區(qū)的長度L與邊發(fā)射器件比較非常

19、短，光發(fā)射是從腔體表面，而不是腔體邊沿。 腔體兩端的反射器是由電介質(zhì)鏡組成，即由厚度為d的高低折射率層交錯組成,反射器,反射器,有源區(qū),輻射,金屬層,金屬層,52,優(yōu)點(diǎn)： 發(fā)光效率高(850nm的VCSEL，10mA驅(qū)動1.5mW輸出光功率) 閾值電流極低（閾值電流0.1mA，簡化了驅(qū)動電路的設(shè)計） 可單縱模也可多縱模工作（應(yīng)用于以多模光纖為傳輸媒介底局域網(wǎng)中或VSR） 調(diào)制速率高 壽命長 價格低、產(chǎn)量高,53,VCSEL 激光器陣列,54,普通LD,55,LD 外形圖,56,LD組件及其技術(shù)指標(biāo),光隔離器，防止LD輸出的激光回射，避免引起激光器噪音的增加，它位于LD輸出邊 監(jiān)視光電二極管PD

20、，監(jiān)視LD的輸出功率變化，它位于 LD背出光面； 尾纖和連接器； LD的驅(qū)動電路,57,LD組件及其技術(shù)指標(biāo),熱敏電阻，測量組件內(nèi)的溫度； 熱電致冷器，一種半導(dǎo)體熱電元件，通過改變熱電元件的極性達(dá)到加熱或冷卻的目的； 自動溫控電路ATC，和熱敏電阻相接，其作用是保持LD組件內(nèi)恒定的溫度（如250oC），以保證激光器參數(shù)的穩(wěn)定性； 自動功率控制電路APC,58,第三章 光源和光發(fā)射機(jī),激光二極管 發(fā)光二極管 光發(fā)射機(jī) 光源的調(diào)制方式,59,LED的主要工作原理對應(yīng)光的自發(fā)輻射過程，因而是一種非相干光源。 LED發(fā)射光的譜線較寬、方向性較差，本身的響應(yīng)速度又較慢，所以只適用于速率較低的通信系統(tǒng)。

21、在高速、大容量的光纖通信系統(tǒng)中主要采用半導(dǎo)體激光器作光源,3.2 Light-Emitting Diodes 發(fā)光二極管LED,60,發(fā)光二極管的基本結(jié)構(gòu),發(fā)光二極管有PN結(jié)（同質(zhì)或異質(zhì)結(jié)），無光學(xué)諧振腔，不一定需要粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。所以，LED只能發(fā)出自發(fā)輻射光。按照光輸出位置的不同，LED分為面發(fā)光二極管和邊發(fā)光二極管,61,按照光輸出位置的不同，LED分為面發(fā)光二極管和邊發(fā)光二極管,面發(fā)光型Surface-emitting LED,62,邊發(fā)光型Edge-emmitting LED,63,面發(fā)光型LED輸出功率大，但是光發(fā)散角很大，水平和垂直發(fā)散角都可達(dá)到120o，與光纖耦合效率低。 邊發(fā)光型

22、LED的驅(qū)動電流較大，輸出光功率小，但光束發(fā)射角小，與光纖的耦合效率高，故入纖光功率比面發(fā)光型LED高,64,Light-Emitting Diode Operating Characteristics發(fā)光二極管的工作特性,光譜特性 PI特性 調(diào)制特性,65,LED的光譜特性,發(fā)光二極管發(fā)射的是自發(fā)輻射光，沒有光學(xué)諧振腔對波長的選擇，譜線寬,66,LED的輸出光功率特性,P-I特性呈線性,電流（mA,光功率（mW,67,LED的輸出光功率特性,驅(qū)動電流較小時，P-I特性呈線性，I過大時，由于PN結(jié)發(fā)熱產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，使P-I特性曲線斜率減小,68,T0是器件的特征溫度。 當(dāng)溫度升高時，同一電流下

23、的發(fā)射功率要降低，但與LD比較起來，發(fā)光二極管的溫度穩(wěn)定性相對較好，在實(shí)際應(yīng)用中，一般可以不加溫度控制,LED的溫度特性,69,LED的調(diào)制特性,數(shù)字調(diào)制 模擬調(diào)制,70,光源的上升時間tr,當(dāng)輸入階躍變化的電流時，其輸出光功率從最終值的10%上升為90%的時間,輸出光功率波形,輸入電流波形,LED上升時間從幾納秒一直到250ns，比LD大得多,調(diào)制速度比LD慢,71,LED與光纖的耦合,耦合效率：入纖的光功率與發(fā)光管發(fā)出的功率之比，影響耦合效率的主要因素是光源的發(fā)散角和光纖的數(shù)值孔徑。發(fā)散角大，耦合效率低；數(shù)值孔徑大，耦合效率高。 面發(fā)光器件的光功率按cos遞減。 面發(fā)光器件輻射出來的大部分

24、能量都被浪費(fèi),光束角度,光束強(qiáng)度,面發(fā)光器件的朗伯輻射圖,72,LED與光纖的耦合,輸出光束在與PN結(jié)平行的面上呈朗伯分布，在與PN結(jié)垂直的平面內(nèi)的光強(qiáng)發(fā)散緩慢得多。 邊發(fā)光器件比面發(fā)光器件更能集中光束能量，提供更高的耦合效率,光束角度,光束強(qiáng)度,邊發(fā)光器件的輻射圖,平行平面,垂直平面,73,LED與光纖的耦合,直接耦合：將光纖端面直接對準(zhǔn)光源發(fā)光面進(jìn)行耦合的方法。 透鏡耦合：在光源與光纖之間放置透鏡，使更多的發(fā)散光線會聚進(jìn)入光纖來提高耦合效率,74,75,第三章 光源和光發(fā)射機(jī),激光二極管 發(fā)光二極管 光發(fā)射機(jī) 光源的調(diào)制方式,76,3.3 發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu),防止LD輸出的激光反射，實(shí)現(xiàn)光的單向

25、傳輸,保持LD組件內(nèi)恒定的溫度，保證激光參數(shù)的穩(wěn)定性,使LD有恒定的光輸出功率,77,3.3.1 模擬光發(fā)射機(jī),模擬光發(fā)射機(jī)的指標(biāo)主要有：載噪比CNR、復(fù)合二階失真CSO和復(fù)合三階差拍CTB，它們反映了光發(fā)射機(jī)的非線性失真特性,模擬光發(fā)射機(jī)外形,78,3.3.2 數(shù)字光發(fā)射機(jī),電形式的數(shù)字信號通過輸入接口后，必須經(jīng)過碼型變換，將普通的二進(jìn)制雙極性信號轉(zhuǎn)換成適合在光纖中傳輸?shù)拇a型信號，然后送至驅(qū)動電路，完成這一功能的部件稱為線路編碼單元,79,光發(fā)射機(jī)的參數(shù)(1,發(fā)送光功率（dBm） P=10 lg P(mW) / 1(mW,如：功率增加一倍，表明增益是3dB；功率減小到一半，表明損耗是3dB。

26、 光纖損耗6dB通過光纖后，功率減小到 連接器損耗1dB通過連接器后，功率減小到,25,80,80,光譜特性 最大均方根RMS寬度 對于多縱模激光器和發(fā)光二極 管這樣的光能量比較分散的光 源,采用來衡量光脈沖能量在 頻域的集中程度. 單縱模的激光器,能量主要 集中在主模中. 半高全寬FWHM(3dB)寬度 最大20dB跌落寬度,光發(fā)射機(jī)的參數(shù)(2,81,最小邊模抑制比(SMSR)：主縱模(M1)的平均光功率與最顯著的邊模(M2)的平均光功率之比。 SMSR=10lg（M1/M2,光發(fā)射機(jī)的參數(shù)(3,一般規(guī)定單縱模激光器的最小邊模抑制比為30dB，即主縱模功率至少要比邊模大1000倍以上,82,

27、光發(fā)射機(jī)的參數(shù)(4,消光比:僅限數(shù)字光發(fā)射機(jī) 激光功率在“0”時平均光功率p0和在“1”時平均光功率p1之比，可用EXT表示 EXT=10lg(p1/p0)(dB) 消光比的不足容易引起對碼元的誤判,83,第三章 光源和光發(fā)射機(jī),激光二極管 發(fā)光二極管 光發(fā)射機(jī) 光源的調(diào)制方式,84,光源的調(diào)制方式,調(diào)制方式： 直接調(diào)制 間接調(diào)制（外調(diào)制,85,常用的調(diào)制方法-直接調(diào)制,將要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栕⑷隠D或LED 獲得好的光調(diào)制波形的前提條件：響應(yīng)速度快、輸出波形好的調(diào)制電路。 數(shù)字調(diào)制有編碼電路，模擬調(diào)制沒有編碼電路，其它結(jié)構(gòu)完全相同。 簡單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn) 響應(yīng)帶寬有限（2.5Gb/s）

28、 噪聲大,86,直接調(diào)制光發(fā)射機(jī),87,對 LD 直接調(diào)制,88,加大偏置電流使其逼近激光器閾值，可以大大減小電光延遲時間，同時使張馳振蕩得到一定程度的抑制. 偏置于閾值附近，較小的調(diào)制脈沖電流即可得到足夠的輸出光脈沖，從而可大大減小熱效應(yīng)的影響. 另一方面，加大直流偏置電流將會使光信號消光比惡化，光源消光比將直接影響接收機(jī)靈敏度,數(shù)字直接調(diào)制中偏置電流和調(diào)制電流大小的選擇,89,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，異質(zhì)結(jié)激光器的散粒噪聲在閾值處出現(xiàn)最大值，因此偏置電流不正好偏置在閾值處. 調(diào)制電流幅度Im的選擇，應(yīng)根據(jù)激光器的P-I曲線，既要有足夠的輸出光脈沖幅度，又要考慮到光源的負(fù)擔(dān)。如果激光器在某些區(qū)域有自脈動現(xiàn)象發(fā)生，則Im的