光发射机基本组成-内蒙古工业大学.ppt

?数字光发射机的功能: ? 电端机输出的数字基带电信号转换为光信号 ? 用耦合技术注入光纤线路 ? 用数字电信号对光源进行调制 ?调制分为直接调制和外调制两种方式 受调制的光源特性参数有：功率、 幅度、频率和相位 模拟电话传输 电话机：0.3—3.4kHz模拟基带信号 模拟电视传输 摄像机：6MHz模拟基带信号 转换为FM、PFM、PWM信号，提高传输质量 数字电视传输 电发射机：6×2×8=96Mb/s 全电视信号传输 图像： 4.5×2×9=81Mb/s 音频： 15×2×8=240kb/s=0.24Mb/s 全电视信号速率： 81+0.24=81.24 Mb/s 把PD检测器的输出监测电压UPD、信号参考电压 和直流参考电压UR施加到运算放大器A1的反相输入端，经放大后，控制V3基极电压和偏置电流Ib，其控制过程如下： 图 4.9 APC电路原理 （四）自动功率控制(APC)电路 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。 四、 温度特性和自动温度控制 （一）激光器的温度特性 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。 温度通过阈值电流和外微分量子效率引起的输出光脉冲的变化： 2．温度升高，外微分量子效率减小，输出光脉冲幅度下降； 1．温度升高，阈值电流增加； 图 4.10 温度引起的光输出的变化 (a) 阈值电流变化引起的光输出的变化； (b) 外微分量子效率变化引起的光输出的变化 P P I I 20。C 25。C 20。C 70。C 即使环境温度不变，由于调制电流的作用，引起激光器结区温度的变化，因而使输出光脉冲的形状发生变化，这种效应称为“结发热效应”。 I1 I0 t=0 t=T 图 4.11 结发热效应 电流脉冲 光脉冲 3．温度对输出光脉冲会产生 “结发热效应” I1 I0 t=0 t=T 图 4.11 结发热效应 电流脉冲 光脉冲 t=0 电脉冲到来 I1注入 0tT 电流热效应 结区温 度升高 Ith 增大 光脉冲幅度减小 t =T 电脉冲过 I1到I0 t T 电流减小， 热量降低， 结区温度降低，Ith减小，光脉冲幅度增大 “结发热效应”将引起调制失真。 与调制速率对激光器瞬态特性的影响相反，低调制速率的“结发热效应”更加明显。 这是因为随着调制速率的提高，码元时间间隔缩短，使结区温度来不及发生变化。 （二）自动温度控制 半导体光源的输出特性受温度影响很大，特别是长波长半导体激光器对温度更加敏感。为保证输出特性的稳定，对激光器进行温度控制是十分必要的。 激光器 致冷器 热敏电阻 控制电路 热导 热敏电阻 热敏电阻 热敏电阻 热敏电阻 温度控制装置一般由致冷器、热敏电阻和控制电路组成， 图4.12示出温度控制装置的方框图。 致冷器的冷端和激光器的热沉接触，热敏电阻作为传感器，探测激光器结区的温度，并把它传递给控制电路，通过控制电路改变致冷量，使激光器输出特性保持恒定。 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 1834年法国科学家珀尔贴发现了热电致冷和致热现象－即温差电效应。由N、P型材料组成一对热电偶， 当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同， 将在电偶结点处产生吸热和放热现象，称这种现象为珀尔帖效应。 珀尔帖效应的物理解释：电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。 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 ℃。