光網(wǎng)絡技術主講人：林琪電話echnologyofopticalnetworkQQ：95252777目錄CONTENTS半導體激光器常用參數(shù)01光電探測器常用參數(shù)02PARTONE光源參數(shù)半導體激光器常用參數(shù)4半導體激光二極管LD（Laserdiode），除具有二極管的一般特性以外，還具有特殊的光頻特性.1．輻射波長λ2．P－I曲線3．光譜特性4．轉換效率5．溫度特性半導體激光器常用參數(shù)---輻射波長5輻射波長是由半導體的禁帶決定的:若用eV為Eg的單位(1eV=1.602×10-19J),nm為λ的單位，則：即：

物質禁帶Eg（eV）波長（nm）Si（硅）1.171067Ge（鍺）0.7751610GaAs（砷化鎵）1.424876InP（銦磷）1.35924InGaAs（銦鎵砷）0.75～1.241006～1664GaAlAs（鎵鋁砷）1.42～1.92650～879InGaAsP（銦鎵砷磷）0.75～1.35924～1664半導體激光器常用參數(shù)---P-I曲線6LD的輸出特性曲線對于半導體激光二極管，當外加正向電流達到某一值時，輸出光功率將急劇增加，這時將產(chǎn)生激光振蕩，這個電流值稱為閾值電流，用It表示.“拐點”閾值電流I＞It

激光I＜It熒光為了使光纖通信系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，希望閾值電流越小越好。目前，最好的LD的閾值電流小于10mA。半導體激光器常用參數(shù)---光譜特性7“拐點”閾值電流I＞It

激光I＜It熒光光譜很寬光譜突然變窄，譜線中心強度急劇增加半導體激光器常用參數(shù)---光譜特性82023/5/14LD產(chǎn)生的激光有多縱模和單縱模單縱模激光器：只有一根譜線，細而窄，適用于長距離光纖傳輸系統(tǒng)多縱模激光器：譜線多而寬，適用于短距離光纖傳輸系統(tǒng)。觀測激光器光譜特性時，光譜曲線最高點所對應的波長為中心波長

最高點中心波長比最高點光功率低3dB譜線寬度

比最高點光功率低3dB時曲線上的寬度為譜線寬度，F(xiàn)ull-widthhalf-maximum(FWHM)，通常也稱為半高全寬

目前，單模激光器的譜線寬度可以做到0.1nm以下半導體激光器常用參數(shù)---轉換效率9LD實質上是把電功率直接轉換成光功率的器件，衡量轉換效率的高低常用功率轉換效率來表示。激光器的功率轉換效率定義為：R為與激光器的內部量子效率、激光波長和模式損耗有關的常數(shù)；V為工作電壓；It為閾值電流；I為工作電流。半導體激光器常用參數(shù)---溫度特性10激光器的閾值電流和光輸出功率隨溫度變化的特性為溫度特性。溫度對LD的閾值電流影響很大：閾值電流隨溫度的升高而加大為了使光纖通信系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作，一般都要采用自動溫度控制電路，來穩(wěn)定LD的閾值電流和輸出光功率。LD的閾值電流也和使用時間有關：隨著激光管使用時間的增加，閾值電流也會逐漸加大。

目前，國內制造的LD芯片的壽命已達到l06小時以上，經(jīng)耦合、封裝后的器件壽命可達到2×l05h以上。半導體激光器常用參數(shù)---溫度特性11環(huán)境溫度變化引起輸出光功率的變化溫度上升溫度上升輸出光功率下降調制信號200C400CPARTTWO探測參數(shù)光電探測器常用參數(shù)13

響應度R0

Responsivity

量子效率ηQuantumEfficiency

響應時間

ResponseTime

暗電流

DarkCurrent

雪崩倍增因子G

倍增噪聲和過剩噪聲系數(shù)F(G)光電探測器常用參數(shù)---響應度R014響應度描述了光檢測器的光電轉換能力，靈敏度高則要求光電轉換效率高。響應度Ro定義為:Ip—光電檢測器的平均輸出電流；Po—光電檢測器的平均輸入功率，單位為A/W光電探測器常用參數(shù)---量子效率η152023/5/14量子效率描述了光檢測器的光電轉換能力量子效率η定義為：響應度R0與量子效率η的關系：獲得高的量子效率,要盡量減小入射表面的反射率和盡量減小光子在表面層被吸收的可能性，增加耗盡區(qū)的寬度，使光子在耗盡區(qū)被充分吸收。光電探測器常用參數(shù)---響應時間16響應時間是指半導體光電二極管產(chǎn)生的光電流跟隨入射光信號變化快慢的狀態(tài)。響應時間越短越好，從頻域上看，短的響應時間意味著這個器件的帶寬寬。光電探測器常用參數(shù)---暗電流172023/5/14在理想條件下，當沒有光照時，光檢測器應無電流輸出。但是，實際上由于熱激勵、宇宙射線或放射性物質的激勵，在無光情況下，光檢測器仍有電流輸出，這種電流稱為暗電流。嚴格說，暗電流還包括器件表面的漏電流。理論研究知道，暗電流將引起光接收機噪聲增大，因此暗電流越小越好。影響響應速度的因素：光電二極管和它的負載電阻的RC時間常數(shù)；載流子在耗盡區(qū)的渡越時間；耗盡區(qū)外產(chǎn)生的載流子由于擴散而產(chǎn)生的時間延遲光電探測器常用參數(shù)---雪崩倍增因子G18與雪崩倍增效應對應的參量。在忽略暗電流影響的條件下，它定義為：IM為有雪崩倍增時光電流的平均值，IP為無雪崩倍增時光電流的平均值。光電探測器常用參數(shù)---倍增噪聲和過剩噪聲系數(shù)F(G)192023/5/14倍增噪聲和過剩噪聲系數(shù)是APD管的另一個技術指標，也稱為附加噪聲系數(shù)，和器件所用材料和制造工藝有關。Si-PINInGaAs-PINSi-APDInGaAs-APD波長響應λ(um)0.4~1.01.0~1.60.4~1.01~1.65響應度Ro(A/W)0.4（0.85um）0.6（1.3um）0.50.5~0.7暗電流(nA)0.1~22~50.1~110~20響應時間(ns)2~100.2~10.2~0.50.1~0.3工作電壓(v)-5~-15-5~-1550~10040~60倍增因子G----30~10020~30附加噪聲系數(shù)F----0.3~0.40.5~0.7課程總結2001半導體激光器常用參數(shù)常用