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概述
发光机理
器件结构
半导体激光器的特性
光发射机
202X
第四章 光源和光发射机
2
概述
CONTENTS
01
在光纤通信中，将电信号转变为光信号是由光发射机来完成的。
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02
光发射机的关键器件是光源：
LED
LD
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光纤通信对光源的要求
光源发射的峰值波长，应在光纤低损耗窗口之内;
1
有足够高的、稳定的输出光功率，以满足系统对光中继段距离的要求;
2
电光转换效率高，驱动功率低，寿命长，可靠性高;
3
单色性和方向性好，以减少光纤的材料色散，提高光源和光纤的耦合效率；
4
易于调制，响应速度快，以利于高速率、大容量数字信号的传输;
5
强度噪声要小，以提高模拟调制系统的信噪比;
6
光强对驱动电流的线性要好，以保证有足够多的模拟调制信道。
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3
最常用的光源
光纤通信中最常用的光源是:
半导体激光器（LD）
发光二极管（LED）
01
尤其是单纵模（或单频）LD，在高速率、大容量的数字光纤系统中得到广泛应用；
01
近年来逐渐成熟的波长可调谐激光器是多信道WDM光纤通信系统的关键器件，越来越受到人们的关注。
01
4
常用的调制方法
注入调制电流实现光波强度调制
直接调制
01
通过外腔调制器对光的强度、相位或频率进行调制
外调制
02
5
模拟信号对 LD 直接调制
直接调制光发射机
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光外腔调制发射机框图
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外调制示意图
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发光机理
我们知道，白炽灯是把被加热钨原子的一部分热激励能转变成光能，发出宽度为1 000 nm 以上的白色连续光谱。
发光二极管（LED）却是通过电子在能带之间的跃迁，发出频谱宽度在几百 nm 以下的光。
在构成半导体晶体的原子内部，存在着不同的能带。如果占据高能带（导带）的电子跃迁到低能带（价带）上，就将其间的能量差（禁带能量）以光的形式放出。这时发出的光，其波长基本上由能带差所决定。
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