Источник излучения, использованный в ВОЛС и предъявленные к ним требования.

Типы источников излучения. Два основных типа источников излучения, удовлетворяющие перечисленным в таблице 4.1 требованиям и используются в настоящее время, - светодиоды и полупроводниковые лазерные диоды.

Требования к источникам излучения. Назначение источника излучения (ДВ) заключается в преобразовании электрического сигнала в оптический (функция электрооптического преобразования). Специфика волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) выдвигает определенные требования к ДВ. Основные из них приведены в таблице 4.1.

Приведенные в таблице требования являются общими и редко сочетаются в одном приборе. Наиболее полно этим требованиям отвечают полупроводниковые ДВ на основе pn-перехода: светодиоды (СД); суперлюминисцентни диоды (СЛД) и лазерные диоды (ЛД).

 

Таблица 4.1 - Требования к ДВ

 

Параметр Требование
Длина волны излучения Соответствие одном из минимумов потерь в оптическом волокне (850; 1300 и 1550 нм)
Выходная мощность Достаточна для функционирования системы передачи (обычно 0,1..1,0 мВт)
Надёжность Большой срок работы (105 ... 106 часов.), Стабильность параметров
КПД (эффективность преобразования электрической мощности в оптическую) Максимальный (10%), малое тепловыделение
Температурная стабильность Изменения длины волны и выходной мощности при колебаниях температуры не должны превышать допустимых значений
Ширина спектра излучения Минимальная, согласно системных требований на хроматической дисперсии
Ширина диаграммы направленности излучения Минимальная для обеспечения малых потерь при введении излучения в ОВ
Модуляция, быстродействие (широкополосность) Простота осуществления внутренней (непосредственной) модуляции с большой скоростью (широкой полосой)
Размер и масса Малые, включая источник питания
Стоимость Низкая
Економичность Высокая, простота осуществления массового производства

 

Принцип действия источников излучения. Принцип действия полупроводниковых ДВ основан на явлении електролюминисценции - излучении света материалом, через который протекает электрический ток, вызванный электрическим полем. Излучения вследствие електролюминисценции (в отличие от теплового) характеризуется сравнительно узким спектром шириной 50 ... 150 нм для СД и 0,1 ... 5 нм для ЛД. Под спектром понимают распределение мощности излучения по длинам волн.

Рассмотрим подробнее електролюминисценцию, возникающее при инжекции неосновных носителей заряда в область полупроводникового pn- перехода.

 

Рисунок 4.3 – Принцип действия електролюминисценции

 

При прямом смещении (рис. 4.3) электроны зоны проводимости Еп в простейшем случае рекомбинируют с дырками, которые находятся в валентной зоне Ев, и в полупроводнике возникает электромагнитное излучение, энергия которого h×n примерно равна ширине запрещенной зоны Ез полупроводника. Этот процесс называется излучательной рекомбинацией. Длина волны излучательной рекомбинации

 

мкм, (4.1)

где h – постоянная Планка,

с – скорость света в вакуме,

Ез – ширина запрещенной зоны в электронвольтах.

Значение l для различных полупроводниковых соединений приведены в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2 – Параметры полупроводниковых материалов для ДВ

 

Материал Ез, еВ l, нм Название материала
GaP 2,24 Фосфид галлия
AlAs 2,09 Арсенид алюминия
GaAs 1,42 Арсенид галлия
AlGaAs 1,42…1,61 770…870 -
InP 1,33 Фосфид индия
InGaAsP 0,74…1,13 1100…1670 Арсенид индия

 

Из таблицы 4.2 следует, что для первого окна прозрачности ОВ наиболее подходящим материалом является арсенид галлия (GaAs), а для другого и третего – арсенид индия (InGaAsР).

 








Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 1821;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.