4浙江传媒学院光纤通信第四章光源与光发射机s上课新版精品.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 解释：驱动电流增大，电子数密度大，跃迁几率增大，模增益增大。其中主模的增益增加的最厉害，消耗了大量的电子，从而抑制了其它模式的增益。 * 动态调制下，输入电流变化，电子数密度变化，各模式增益也变化，产生动态谱线展宽。 * * * * * * * * * * * 激光二极管的啁啾(Chirp)特性：在直接调制激光二极管时，不仅输出光功率随调制电流发生变化，而且光的频率也会发生波动，即在幅度调制的同时还受到频率调制。 带有频率啁啾的信号在单模光纤中传播时，在色散作用下，将增大非线性失真。 随着调制速率增加，啁啾现象愈加严重。 解决办法：采用外部调制器。 6）啁啾 T0--LD的特征温度，与器件的材料、结构等有关。T0代表Ith对温度的灵敏度，也可解释为激光二极管的热稳定性。较高的T0意味着当温度快速增加时，激光二极管Ith增加不大。 对于GaAs/GaALAs LD T0=100~150K；InGaAsP/InP-LD T0=40~70K。 不同温度下的P－I曲线 4. 温度特性：温度升高时性能下降，阈值电流随温度按指数增长。 峰值波长随温度变化： 半导体激光器的发射波长随结区温度而变化。当结温升高时，半导体材料的禁区带宽变窄，因而使激光器发射光谱的峰值波长移向长波长。 InGaAsP/InP激光器的发射波长随注入电流漂移的情况，此激光器没加温度控制，由于电流的热效应，使结温度升高，从而使发射波长漂移。 第四章 光源与光发送机 4.4 光发送机 光发送机的结构 防止LD输出的激光反射，实现光的单向传输 保持LD组件内恒定的温度，保证激光参数的稳定性 使LD有恒定的光输出功率 数据 电接口 线路 编码 驱动 电路 调制器 光隔离器 LD 功控 温控 光发送机 通道耦合器 光源的调制方式 光发射机由光源、调制器和信道耦合器组成。光信号是用电信号调制光载波产生的。 调制方式： 直接调制：通过改变注入电流直接调制半导体光源的输出。带有啁啾。 间接调制（外调制）：增加一调制器，适于高速系统应用。 一、直接调制的特点： 将要传送的信息转变为电流信号注入LD或LED 调制后的光波振幅的平方比例于调制信号（强度调制） 简单、经济、容易实现 响应带宽有限（~2.5Gb/s） 引入调制啁啾，影响通信系统性能 加大偏置电流使其逼近激光器阈值，可以大大减小电光延迟时间，同时使张驰振荡得到一定程度的抑制. 偏置于阈值附近，较小的调制脉冲电流即可得到足够的输出光脉冲，从而可大大减小码型效应和结发热效应的影响. 另一方面，加大直流偏置电流将会使光信号消光比(EX)恶化，光源消光比将直接影响接收机灵敏度. 实验发现，异质结激光器的散粒噪声在阈值处出现最大值，因此偏置电流不正好偏置在阈值处. 调制电流幅度Im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幅度，又要考虑到光源的负担。如果激光器在某些区域有自脉动现象发生，则Im的选择应避开自脉动发生的区域. 二、数字直接调制中偏置电流和调制电流大小的选择 直接调制光发射机 三、外调制 将调制信号控制激光器后接的外调制器，利用调制器的电光、声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号而变。 调制信号啁啾小。 外调制器以LN电光调制和EA电致吸收为主。 调制前光载波的形式为： E(t)=Acos(?0t+?) 调制方式 模拟通信可采用调幅、调频、调相等多种调制方式。采用数字调制时，相应地称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）； 信号只有两种状态的ASK称为通断键控（OOK），这是当前的数字通信系统通常使用的格式，属于强度调制-直接检测（IM-DD）通信方式，是通信方式中最简单、最初级的方式。 电场 振幅 载频 相位 调制格式 归零码RZ：代表比特1的光脉冲宽度比比特间隔窄，其振幅在比特周期结束前归零。 非归零码NRZ：光脉冲在整个时隙内保持不变，其振幅在两个连续的比特1之间不会降到零。占用带宽较窄。 当前，数字光纤通信以采用NRZ码为主。有关各种调制码型的研究很多。 t t 0 0 0 1 1 1 RZ NRZ 光发射机的参数(1) 发送光功率（dBm） P=10 lg [ P(mW) / 1(mW)] 以1mW为基准的、用分贝表示的功率。表示功率的绝对值。 功率 (mW) 100 10 2 1 0.5 0.1 0.01 0.001 功率 (dBm) +20 +10 +3 0 -3 -10 -20 -30 光谱特性 最大均方根RMS宽度?