久久精品视,精品少妇一区二区三区视频,亚洲码和欧洲码168区,国产乱妇乱子视频在播放

新聞資訊

手術(shù)室廣播對(duì)講系統(tǒng)廠家-半導(dǎo)體激光器

2023-10-20 12:11

      光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為光端機(jī)。

      光端機(jī)是光纖通信系統(tǒng)中的光纖傳輸終端設(shè)備,它們位于電端機(jī)和光纖傳輸線路之間(見(jiàn)圖9.2)。

      光發(fā)送機(jī)的主要作用是將電端機(jī)送來(lái)的電信號(hào)變換為光信號(hào),并耦合進(jìn)光纖中進(jìn)行傳輸。光發(fā)送機(jī)中的光源是整個(gè)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)。

       光接收機(jī)的主要作用是將光纖傳輸后的幅度被衰減、波形產(chǎn)生畸變的、微弱的光信號(hào)變換為電信號(hào),并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、整形、再生后,再生成與發(fā)送端相同的電信號(hào),輸入到電接收端機(jī)。光接收機(jī)中的關(guān)鍵器件是半導(dǎo)體光檢測(cè)器,它和接收機(jī)中的前置放大器合稱(chēng)光接收機(jī)前端。前端性能是決定光接收機(jī)的主要因素。

1.光纖通信系統(tǒng)對(duì)光源的要求

光纖通信系統(tǒng)對(duì)于光源的要求可以概括為:

      • 光源的發(fā)射波長(zhǎng)應(yīng)該與光纖的低損耗窗口一致,即850nm、1310nm和1550nm三個(gè)低損耗窗口;

      • 光源有足夠高的、穩(wěn)定的輸出光功率,以滿足系統(tǒng)中繼距離的要求,一般為數(shù)十微瓦至數(shù)毫瓦為宜;

      • 光源的光譜線寬要窄,即單色性好,以減小光纖色散對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量的影響;

      • 調(diào)制方法簡(jiǎn)單,且要響應(yīng)速度快,以滿足高速率傳輸?shù)男枰?/p>

      • 電光轉(zhuǎn)換效率要高;

      • 能夠室溫連續(xù)工作;

      • 體積小、重量輕、壽命長(zhǎng),工作穩(wěn)定可靠。

      目前,滿足上述要求的光源器件是半導(dǎo)體激光器(LD)和半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED),它們?cè)诓煌墓饫w通信系統(tǒng)中用作光發(fā)送機(jī)的光源。

2.半導(dǎo)體激光器

(1)基本原理

       受激輻射是半導(dǎo)體激光器的基本工作原理。半導(dǎo)體激光器是由共價(jià)單晶體所制成的。在半導(dǎo)體材料中,原子是緊密地按一定規(guī)則排列的。由于電子的共有化運(yùn)動(dòng),使能級(jí)產(chǎn)生了分裂.并形成了能帶,如圖9所示。晶體中電子填充能帶遵守泡利不相容原理和能量最小原理。低能帶首先被占滿,稱(chēng)為滿帶;價(jià)電子占據(jù)的能帶稱(chēng)為價(jià)帶;價(jià)帶上面的自由電子占據(jù)的能帶稱(chēng)為導(dǎo)帶;導(dǎo)帶和價(jià)帶之間是不能被電子占據(jù)的禁帶,通常用Eg表示導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的能量差,稱(chēng)為禁帶寬度

Eg=Ee一Ev(9-20)

式(9-20)中,Ee為導(dǎo)帶底的能量;Ev為價(jià)帶頂?shù)哪芰俊?/p>

圖9  半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)

        一般來(lái)說(shuō),處于高能態(tài)的一導(dǎo)帶的電子是不穩(wěn)定的,它們會(huì)向低能態(tài)一價(jià)帶躍遷,而將能量以光子的形式釋放出來(lái)。這種發(fā)光過(guò)程可以通過(guò)自發(fā)輻射和受激輻射這兩個(gè)基本形式而進(jìn)行。但受激輻射的產(chǎn)生還必須有光場(chǎng)的激發(fā),自發(fā)輻射則不需要。在自發(fā)輻射中,產(chǎn)生的是非相干光。半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)正是利用了自發(fā)輻射的效應(yīng)而發(fā)光。在受激輻射中產(chǎn)生的是相干光,半導(dǎo)體激光器(LD)正是利用這個(gè)原理制成的。

       當(dāng)晶體中有光場(chǎng)存在,且光子的能量hf≥Ec-Ev(f為光子的頻率)時(shí),處于導(dǎo)帶上的電子在光場(chǎng)的激發(fā)下躍遷到價(jià)帶上,同時(shí)發(fā)射出一個(gè)和激發(fā)光子一模一樣的光子。這一過(guò)程即為受激輻射。受激輻射使原來(lái)的光場(chǎng)加強(qiáng),光波被放大。

       要產(chǎn)生激光必須使受激輻射占主導(dǎo)地位,這就需要導(dǎo)帶上的電子密度高于價(jià)帶上的電子密度一實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布需要給半導(dǎo)體激光器外加激勵(lì)(泵浦),采用的方式是對(duì)PN結(jié)加正向電流。在半導(dǎo)體激光器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、具有光放大的區(qū)域稱(chēng)為有源區(qū)。

 (2)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)

       半導(dǎo)體光源的核心是PN結(jié),它由高摻雜濃度的P型半導(dǎo)體材料和N型半導(dǎo)體材料組成。

       半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)如圖9-10所示。在P區(qū)和N區(qū)之間的PN結(jié)區(qū)為有源區(qū)(或激活區(qū)),這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為異質(zhì)結(jié)構(gòu);兩個(gè)端面為自然解理面形成平行反射鏡,構(gòu)成光學(xué)諧振腔。有源區(qū)為光提供增益,而諧振腔的作用是提供光學(xué)正反饋,并控制激光束的特性。

上一篇:醫(yī)護(hù)可視對(duì)講品牌系統(tǒng)廠家-半導(dǎo)體激光器穩(wěn)態(tài)特性
返回
下一篇:醫(yī)護(hù)對(duì)講呼叫系統(tǒng)廠家-單模光纖