光源的调制和光发射机.ppt

***************************VinVbbT1T2A1LDA2A3-V-VT3CPiN?.自动功率控制(APC)电路

.因老化P光??A1??A3??偏置电流??P光?

.A2的作用防止当无信号或长“0”码时，因APC电路使

LD管注入电流增加，引起误码。第21页,共35页，2024年2月25日，星期天四、温度特性和自动温度控制（ATC）1、激光器的温度特性温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流It和外微分量变化产生（如图4.12）。第22页,共35页，2024年2月25日，星期天外微分量子效率：在门限值以上，每秒钟注入的电子数的变化所引起的接收到的光子数的变化，:外微分量子效率，:结电压，我们将电流的变化量所引起的输出功率的变化量，称外微分量子。第23页,共35页，2024年2月25日，星期天2、结发热效应即使环境温度不变，由于调制电流的作用，引起激光器结区温度的变化，因而使输出形状发生变化，这种效应叫结发热效应。设t=0时脉冲到来，注入电流I1，由于电流的热效应，在脉冲持续时间内，结区的温度随t而升高，It而t而增大，使输出光脉冲的幅度随t而减小。当t=T时电流脉冲过后，注入电流从I1减小到了I0，电流散发的热量减小，使输出的光脉冲幅度增大。结发热效应将引起调制失真。第24页,共35页，2024年2月25日，星期天3、自动温度控制（ATC）温度控制装置一般由致冷器、热敏电阻和控制电路组成，原理框图如图4.14第25页,共35页，2024年2月25日，星期天制冷器的冷端和激光器的热层接触，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，通过控制电路改变制冷量，使激光器输出特性保持恒定。目前，微制冷大多采用半导体制冷器，它是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的电偶来实现制冷的，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℃，为提高制冷效率和温度控制精度，把制冷器和热敏电阻封装在激光器管壳内，温控精度可达±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。第26页,共35页，2024年2月25日，星期天图4.15给出了ATC电原理图由R1、R2、R3和RT组成换能电桥，通过电桥把温度的变化转换成电量的变化，由运放A的差动输入端跨接在电桥的对瑞，用以改变三极管V的基极电流。在设定温度时（例20℃），调节R3使电桥平衡，A、B两端没有电位差，传输到运放A的信号为零。流过制冷器TEC的电流也为零。当环境温度升高时，LD的管芯和热沉温度也升高，使具有负温度系数的热敏电阻RT的阻值减小，电桥失去平衡。这时，UB＜UA，运放A的输出电压升高，V1的基极电流增大，制冷器TEC的正向电流也增大，致冷端温度降低，热沉及管芯的温度也降低，因而保持温度恒定。反之亦然。第27页,共35页，2024年2月25日，星期天控制过程如下：T（环境）↑→T（LD热沉）↑→RT↓→I（TEC）↑→T（LD）↓ATC的制冷器、热敏电阻、APC的PIN－PD封装在LD的管壳内构成组件如图：第28页,共35页，2024年2月25日，星期天*教材上的电路AT1自动温度控制（ATC）电路

半导体制冷器T是一个热电偶，加压后，在一端吸热另一端放热，实现制冷(使LD管芯的温度恒定在20℃左右）。?.T↗→TLD↗→Rt↘→I↗→TLD↘-VLDR1R2R3RtT+V第29页,共35页，2024年2月25日，星期天五、辅助电路（如图4.17）光源过流保护电路可在光源二极管上反向并联一只肖特基二极管，以防止反向冲击电流过大。无光告警电路当激光器“较长时间“不发光，这时延迟电路将发出告警指示。LD偏流（寿命）告警一般当偏流大于原始值的3～4倍时，LD寿命完结，所以应设置上限，越限告警，且偏流要有慢启动保护。(07*)第30页,共35页，2024年2月25日，星期天§4-3光源与光纤的耦合在发射机中，应尽可能地将光源耦合进入光纤中，以增强发射光功率，光源与光纤的耦合效率与光源的类型（LED或LD）及光纤的类型（多模或单模）有关，LD与单模光纤的耦合效率可以达