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光纤通信系统课件光检测器及光接收机
资料介绍
在光纤传输线路的输出端，必须有一个能够转换光信号的接收装置即光接收机。接收机的首要部件就是光探测器（光检测器）。
光探测器能检测出入射在其面上的光功率，并把这个光功率的变化转换为相应的电流。由于光信号在光纤中传输时会有损耗和失真，所以对光检测器的性能要求很高
光探测器主要有以下几种不同的类型：光电倍增管、热电探测器、半导体光探测器等。
在半导体光探测器中，光电二极管体积小，灵活度高，响应速度快，在光纤通信系统中得到了广泛的应用。常用的光电二极管有两种类型，即PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。
1.工作原理
光电二极管是一个工作在反向偏压下的PN结二极管，其工作原理可用光电效应来解释，如图5.1所示。
反向偏压使PN结加宽，空间电荷区的载流子基本耗尽了。
光入射到PN结上，如果光子能量大所半导体材料的禁带宽度，价带上电子可以吸收光子而跃迁到导带产生电子-空穴对。
若电子一空穴对在耗尽层内产生，在电场作用下，电子向N区漂移，空穴向P区漂移，形成光生电流。当入射光功率变化时，光生电流随之线性变化，从而把光信号转化成电流信号。
要得到高的量子效率，必须采取如下措施：（1）减小入射表面的反射率；（2）尽量减小光子在表面层被吸收的可能性，增加耗尽层的宽度。因此，为了得到高的量子效率，常采用PIN结构，如图5.2所示。
I区是一层接近本征的掺杂很低的N区，在这种结构中，零电场区（P+区和N区）非常薄，而低掺杂的I区很厚，耗尽层几乎占据了整个PN结，从而使光子在耗尽区被充分吸收。
对于 In gaas材料的光电二极管，往往还采用异质结结构，耗尽区（In gaas）夹在宽带隙的ImP材料之间，而InP对于入射光几乎是透明的
3.响应速度
响应速度通常用响应时间（上升时间和下降时间）来表示。影响响应速度的主要因素有
（1）光电二极管等效电路的Rc时间常数
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