单元3 光源—发光二极体及半导体雷射.PDF

CH7 檢光器與光接收機 光纖通訊系統所需之關鍵元件 Laser Diode 光纖 PIN diode LED 光纖連接元件 APD 光纖耦合元件 光傳送器 光接收器 波長多工元件 輸入 訊號 光開關 輸出 訊號 光衰減器 光隔絕器 (E/O Conversion) 光循環器 (O/E Conversion) 濾光器 光纖收發器 Front view TX RX Ferrule bores 光纖收發器 Receiver module Plastic ferrule bore without molded lens inside Lens mounted on TO-can 簡介 (I) 在光纖通訊系統中，光接收器(Optical receiver)之任務是 以最小之附加雜訊及失真，恢復或檢測出光載波所攜帶之 信息。 光接收器中將光信號轉換為電信號之元件，稱為檢光器 (Photo-detector) 。其基本原理是利用光電效應來實現光 電轉換的。 光纖通訊能實現，主要是因發展出了在800~ 1,600 nm 光 譜範圍低損耗近零色散的光纖 800 ~ 900 nm 波長範圍，工藝技術成熟的矽是最佳檢光 器材料。 超過超過900 nm 900 nm波長的範圍，以鍺和三價或四的 半導體化合物，如GaInAs和InGaAsP 為宜。 簡介 (II) 從光纖中收到的光訊號可能非常微弱， 也可能是失真訊號，因此檢光器的性能 被要求非常高 最常用為檢光器的是光電二極管，作用 原理是對應於入射光產生電流。 在光纖系統上常用的是在光纖系統上常 用的是pin 管(Photodiode) 和雪崩管 (Avalanche Photodiode ，簡稱APD) 。 光電二極體-種類 種類 1. p-n檢光二極體 2. PIN檢光二極體 3. APD 採用PIN 和APD 管的原因 在光源器件的發射波長範圍內，有足夠高的靈 敏度，亦即具備接收微弱訊號的能力度﹔ 具有優異的光感應度具有優異的光感應度﹔ 反應速度快，有足夠的頻帶寬，便於接收大容 量的訊息﹔ 雜訊低﹔ 體積小重量輕，容易與光纖的微小尺寸相配合﹔ 操作電壓低﹔ 不因溫度變化而有不良影響﹔ 價格便宜，壽期長，有利降低相關設備的造價。 p-n接面光二極體 半導體接面在於光發射器及光偵測器的 應用上呈現對比 以發射器而言，二極體是順偏，電荷 注入接面而再結合已產生光子。 以偵測而言，二極體反偏，且入射光