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光探测和光接收机.ppt

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文档介绍:光探测和光接收机


本章内容
对光检测器的基本要求
PN结光电检测原理
PIN光电二极管
APD雪崩光电二极管
MSM光电探测器
单行载流子光电探测器
波导光电探测器
数字光接收机

对光检测器的基本要求
1.在系统的工作波长上要有足够高的响应度,即对一定的入射光功率,光检测器能输出尽可能大的光电流。
2.波长响应要和光纤的三个低损耗窗口兼容。
3.有足够高的响应速度和足够的工作带宽。
4.产生的附加噪声要尽可能低,能够接收极微弱的光信号。
5.光电转换线性好,保真度高。
6.工作性能稳定,可靠性高,寿命长。
7.功耗和体积小,使用简便。

光纤通信常用的光电检测器
半导体材料
PIN光电二极管
APD雪崩光电二极管


PN结光电检测原理

耗尽区:由于扩散电流和漂移电流方向相反,在平衡状态下两种电流相等,使得总电场为零,等效于空间电荷区的电阻阻值很大,载流子数目很少,称其为耗尽区。
电子和空穴的扩散运动
PN结界面 内部电场 漂移运动 耗尽区、扩散区
如果光子的能量大于或等于带隙( hf ≥ Eg )
当入射光作用在PN结时 发生受激吸收、光生载流子



在耗尽层 形成漂移电流。
内部电场的作用,电子向N区运动,空穴向P区运动
半导体材料的光电效应?

PN结光电二极管结构

PN结光电二极管工作原理
当PN结加上反向电压后,在入射光的作用下,由于受激吸收过程生成的电子-空穴对在电场的作用下,分别离开耗尽区,在闭合外电路中形成光生电流的器件。当入射光功率变化时,光生电流也随之线性变化,从而把光信号转变成电流信号。
加反向电压?
入射光?
光生载流子?
光生电流?

镀抗反射膜以减少反射光强度
反射光的相位差?
反射光的幅度?

厚度?
折射率?

光电二极管的特性
1.响应度R

2.量子效率η

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光探测和光接收机.ppt

上传人:文库新人 2021/9/14 文件大小:2.40 MB

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