有源光器件专题-光收发器件VIP免费

光纤通信系统中的光纤通信系统中的光接收与光发送器件光接收与光发送器件2001-06主要内容主要内容光纤通信系统对光接收发送器件的需求光接收器件基本原理光接收器件发展趋势光发送器件基本原理光发送器件发展趋势光纤通信系统中光纤通信系统中光接收发送器件的应用光接收发送器件的应用终端设备（光发送机）终端设备（光接收机）光接收器件光接收器件光纤通信系统的光接收机光纤通信系统的光接收机光电变换前置放大主放大器均衡滤波判决器译码器时钟恢复AGC电路输出光通信系统对光接收器件的要求光通信系统对光接收器件的要求更长的工作波长，更高的波长响应度更快的响应速度更小的噪声更好的温度特性更小的体积更长的寿命光接收器件基本原理光接收器件基本原理光电效应接收机组件光电效应光电效应PNV0耗尽区光功率gcginEhcEhheRPRIp/，即光电效应前提量子效率的波长特性光电流不同材料的接收器件响应度不同材料的接收器件响应度PINPIN光电二极管光电二极管I:增加的一层重搀杂的N层，用于增大耗尽区的宽度，提高量子效率PNV0耗尽区IPINPIN的结构的结构APDAPD光电二极管光电二极管利用“雪崩”效应倍增PNV0耗尽区I++吸收增益PnBpVRIVg)(11APDAPD的结构的结构PINPIN的主要指标的主要指标光电转换效率/响应度暗电流响应速度(带宽)APDAPD的主要指标的主要指标光电转换效率暗电流雪崩倍增噪声（APD）雪崩倍增因子M（APD）响应速度（增益带宽积）光接收器件组件光接收器件组件PIN/FETPIN/FET及及APD/FETAPD/FET光接收器件组件中的光接收器件组件中的前置放大器前置放大器电压放大器RCjARH1)(互阻放大器11)1()(ARCjRAAHFF互阻放大器的优点互阻放大器的优点放大器增益受限于反馈电阻，容易实现放大器带宽宽，无须额外的均衡电路，从而提高动态范围较低的噪声指数光接收器件组件的主要指标光接收器件组件的主要指标接收机灵敏度接收机的光口反射接收机灵敏度接收机灵敏度定义：BER达到特定指标(1e-12)时，要求的最小输入光功率量子极限灵敏度影响接收机灵敏度的因素影响接收机灵敏度的因素--噪噪声声接收器件噪声–量子噪声–APD器件的雪崩噪声前置放大器件的噪声–偏置电阻的热噪声–放大电路的噪声影响接收机灵敏度的因素影响接收机灵敏度的因素--带带宽宽高频响应–2.5Gb/s信号，要求达到~1.8GHz–10Gb/s信号，要求达到~8GHz低频响应–2.5Gb/s信号，要求达到~300kHz–10Gb/s信号，要求达到~100kHz低频响应直接影响允许的长0及长1码个数接收器件的响应速度（接收器件的响应速度（11））封装电容及电阻封装电容及电阻PIN放大器Cd--分布电容Rs—接触电阻Gd--分布电阻Rb—偏置电阻接收器件的响应速度（接收器件的响应速度（22））transittimetransittime零场区光生载流子的扩散时间耗尽区光生载流子的漂移时间雪崩倍增建立时间接收器件的响应速度接收器件的响应速度(3)(3)RFRF接头接头10Gb/sPIN/FET2.5Gb/sAPD/FETAPDAPD的温度特征的温度特征温度升高，Vb增大，M下降dVb/dT~0.1V/oC温度升高，噪声电平提高光发送器件光发送器件光纤通信系统的光发射机光纤通信系统的光发射机调制电路激光器制冷器温控电路APC电路性能检测电信号光输出光通信系统对光发送器件的要求光通信系统对光发送器件的要求更长的工作波长更稳定的波长特征+更灵活的波长特征更快的响应速度更小的RIN噪声及线宽更高的集成度更长的寿命光发送器件基本原理光发送器件基本原理半导体发光原理半导体发光原理PN结PN结能带结构空间电荷区自建场PNEfeV0eVPNNPn有源区n1-n2折射率光强半导体激光器半导体激光器发光三要素：谐振腔增益物质激励DFBDFB激光器原理激光器原理GainGainggWavelengthSingleFrequency(a)WavelengthMulti-mode(b)DFBLaserFabry-PerotLaserARARCorrugatedGrating00LossLoss图2-1DFBDFB激光器的耦合波方程激光器的耦合波方程--------分析激光器的静态特征分析激光器的静态特征),(),(:),0(),0(:0))(,(1)],(),(),([)(),(),(),(]1)([),(...