第04章光端机rendp.ppt

* 之所以直接调制激光器的消光比不能太高，是由于啁啾的原因。太高的消光比会导致严重的啁啾，与色散相互作用后大大增加的色散代价。所以一般是8.2db以上到10dB左右。电吸收调制激光器的消光比可以比较大，但是由于调制机理的限制，要增加消光比必须以降低平均光功率为代价。不过电吸收啁啾作用与消光比比较相适应都需要大的吸收系数。因此消光比一般在12dB左右。LiNbO3的消光比可以做到20dB，而且啁啾控制的很好。因此说消光比太高影响什么什么是没有太多的依据的！消光比不是越大越好，通常设计光发射机时要求为10dB,长一点的好一点的激光器12dB,而sdh标准通常为要求大于8.2dB消光比大了会带来抖动等情况，不是越大越好。 (1)加大直流偏置电流使其逼近阈值，可以大大减小电光延迟时间和码型效应，并使张驰振荡得到一定程度的抑制。 (2)加大直流偏置电流会使激光器的消光比恶化。所谓消光比，是指激光器在全“0”码时发射的功率与全“1”码时发射的功率之比，光源的消光比将直接影响接收机的灵敏度，为不使接收机灵敏度明显下降，消光比一般应小于10%。 (3)若激光器正好偏置在阈值上，散粒噪声的影响较严重。 因此，偏置电流的选择，要兼顾到以上几方面的要求。调制电流幅度的选择，应根据激光器的p-I曲线，既要有足够的输出光脉冲的幅度，又要考虑到光源的负担。 对于数字脉冲光发射机，消光比这个指标很重要，它定义为全“0”时平均光功率p0和全“1”时平均光功率p1之比，可用EXT表示，定义式如EXT=10lg(p1/p0)(dB) ， 消光比的不足容易引起对码元的误判等一系列问题。 * 数字信号调制电路应采用电流开关电路， 最常用的是差分电流开关电路。 ? 2）LED数字驱动电路 LED作为数字系统光源时，驱动电路要求提供几十到几百毫安的“开”、“关”电流。由于发光二极管的特性曲线比较平直，温度对光功率的影响也不严重，因此它的驱动电路一般比较简单，不需要复杂的温度控制和功率控制。 * 图4.7是的射极耦合驱动电路适合激光器系统使用。电流源为由V1和V2组成的差分开关电路，它提供了恒定的偏置电流。 随着直流预偏置电流的增大,电光延迟时间逐渐减小.增加直流预偏置电流也有利于抑制张驰振荡. * 由于温度变化和工作时间加长，LD的输出光功率会发生变化。为保证输出光功率的稳定， 必须改进电路设计。 * 一个更加完善的自动功率控制(APC)电路如图4.9所示。从LD背向输出的光功率，经PD检测器检测、运算放大器A1放大后送到比较器A3的反相输入端。 同时，输入信号参考电压和直流参考电压经A2比较放大后，送到A3的同相输入端。A3和V3组成直流恒流源调节LD的偏流，使输出光功率稳定。 * 激光器的温度特性在3.1节已经讨论过，温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流Ith和外微分量子效率ηd产生。 * 目前，微致冷大多采用半导体致冷器，它是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的电偶来实现致冷的 用若干对电偶串联或并联组成的温差电功能器件，温度控制范围可达 30~40 ℃。 为提高致冷效率和温度控制精度，把致冷器和热敏电阻封装在激光器管壳内，温度控制精度可达±0.5 ℃。 从而使激光器输出平均功率和发射波长保持恒定，避免调制失真。  * ATC的致冷器和热敏电阻以及APC的PIN-PD封装在LD管壳内构成的组件如图3.18所示。 * 图4.14中除光检测器以外的所有元件都是标准的电子器件， 很容易用标准的集成电路(IC)技术将它们集成在同一芯片上。 不论是硅(Si)还是砷化镓(GaAs)IC技术都能够使集成电路的工作带宽超过2 GHz，甚至达到10 GHz。  为了适合高传输速率的需求，人们一直在努力开发单片光接收机，即用“光电集成电路(OEIC)技术”在同一芯片上集成包括光检测器在内的全部元件。 对于工作在1.3~1.6 μm波长的系统，人们需要基于InP的OEIC接收机。 在1991年试验成功的单路InGaAs OEIC接收机，其运行速率达5 Gb/s。  InGaAs OEIC接收机也可以用混合法实现。 如图4.15所示， 电元件集成在GaAs基片上，而光检测器集成在InP基片上，两个部分通过接触片连接在一起。 * 我们要讨论的噪声是指内部产生的随机噪声。 * 一般来说，把一组随机变量定义为随机过程。在研究随机过程 ?? 随机过程 时人们透过表面的偶然性描述出必然的内在规律并以概率的形式来描述这些规律，从偶然中悟出必然正是这一学科的魅力所在。