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光纤通信系统课件光检测器及光接收机

更新时间:2020-11-21 14:49:41 大小:13M 上传用户:sun2152查看TA发布的资源 标签:光纤通信光检测器接收机 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 收藏 评论(0) 举报

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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