PIN光电二极管-Read.PPT

第 3 章 通信用光器件 3.1 光源 DH激光器工作原理 由于限制层的带隙比有源层宽，施加正向偏压后， P层的空穴和N层的电子注入有源层。 P层带隙宽，导带的能态比有源层高，对注入电子形成了势垒，注入到有源层的电子不可能扩散到P层。 同理， 注入到有源层的空穴也不可能扩散到N层。 这样，注入到有源层的电子和空穴被限制在厚0.1~0.3 μm的有源层内形成粒子数反转分布，这时只要很小的外加电流，就可以使电子和空穴浓度增大而提高效益。 另一方面，有源层的折射率比限制层高，产生的激光被限制在有源区内，因而电/光转换效率很高，输出激光的阈值电流很低，很小的散热体就可以在室温连续工作。  LED的P__I特性曲线 3.2 光检测器 3.3 光 无 源 器 件 设特定波长为λ1和λ2，选择光纤参数，调整有效作用长度，使得 当光纤a的输出Pa(λ1)最大时，光纤b的输出Pb(λ1)=0； 当Pa(λ2)=0时，Pb(λ2)最大。 对于λ1和λ2分别为1.3μm和1.55 μm的光纤型解复用器，可以做到附加损耗为0.5 dB，波长隔离度大于20 dB。 图 3.29光纤型耦合器 (a)定向耦合器； (b) 8×8星形耦合器； (c) 由12个2×2耦合器组成的8×8星形耦合器 ?1，?2 ?2 ?1 直通臂 耦合臂 ?1 ?2 P 0 P1 P2 熔锥光纤型波分复用器结构和特性 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 ?1 ?2 公共臂 图 3.31微器件型耦合器 (a) T形耦合器； (b) 定向耦合器； (c) 滤光式解复用器； (d) 光栅式解复用器 微器件型 用自聚焦透镜和分光片(光部分透射， 部分反射)、滤光片(一个波长的光透射，另一个波长的光反射)或光栅(不同波长的光有不同反射方向)等微光学器件构成，如图3.31所示。 衍射光栅型波分复用器结构示意图 光 纤 透 镜 光 栅 ?1 ?2 ?3 ?1 ?2 ?3 ?1+ ?2+ ?3 ?1+ ?2+ ?3 ?1+ ?2+ ?3 ?1 ?2 ?3 采用棒透镜的光栅型WDM 光 纤 棒 透 镜 光 栅 ?1+ ?2+ ?3 ?1 ?2 ?3 ?1+ ?2+ ?3 ?1 ?2 ?3 图3.32 波导型耦合器 (a) T形耦合器； (b) 定向耦合器； (c) 波分解复用器； 波导型 在一片平板衬底上制作所需形状的光波导，衬底作支撑体，又作波导包层。波导的材料根据器件的功能来选择，一般是SiO2，横截面为矩形或半圆形。 3. 主要特性 说明耦合器参数的模型如图3.33所示， 主要参数定义如下。  耦合比CR 是一个指定输出端的光功率Poc和全部输出端的光功率总和Pot的比值，用%表示 (3.29) 由此可定义功率分路损耗Ls：  Ls=10lg (3.30) 附加损耗Le 由散射、吸收和器件缺陷产生的损耗，是全部输入端的光功率总和Pit和全部输出端的光功率总和Pot的比值，用分贝表示 插入损耗Lt 是一个指定输入端的光功率Pit和一个指定输出端的光功率Poc的比值，用分贝表示 (3.31) (3.32) 方向性DIR(隔离度) 是一个输入端的光功率Pic和由耦合器反射到其它端的光功率Pr的比值，用分贝表示 一致性U 是不同输入端得到的耦合比的均匀性，或者不同输出端耦合比的等同性。  (3.33) -40~+70 -40~+70 工作温度/oC 1~1.25 0.8~2.0 稳定性/dB 40~55 方向性/dB 0 4×4 7~8 8×8 11~12 32 ×32 17~19 3.4 5.6/1.8 10.8/0.7 插入损耗/dB 分路比 0.5/0.5