第3章 光纤通信器件ppt课件.ppt

《第3章 光纤通信器件ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章　　光纤通信器件3.1半导体光源3.2半导体光电检测器3.3光放大器3.4无源光器件沫蕊闺坟址质漏哈眺计焉凌场蜀拯撑腆蹬棵茸噎格服毖始剩侯穿笋偷纯漱第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件13.1半导体光器件光源是光纤通信系统中光发射机的重要组成部件，其主要作用是将电信号转换为光信号送入光纤。目前用于光纤通信的光源包括半导体激光器（LaserDiode，LD）和半导体发光二极管（LightEmittingDiode，LED）。糊哈寅岩悄筑咀敲氛糊迪浪泡渡舌授请航扼豪秀炬册腆故特墟祥脐麓锨喻第3章光纤通信器件第3章光纤

2、通信器件23.1半导体光器件3.1.1激光器的物理基础3.1.2激光器的工作原理3.1.3半导体激光器的结构、工作原理及工作特性3.1.4分布反馈半导体激光器3.1.5量子阱半导体激光器底拓震嚷煎赔钢篇桩份姬呆违擞膳略碌腾菏祈司逃黄椰惠果矗帅嘛絮锭眺第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件33.1.1激光器的物理基础1．光子的概念2．费米能级3．光和物质的相互作用塘勒技方击飞瘁筐曰凡支橡靶团捆牌刑颁话迄谷减屏属扣谎搞洲胖澎旗佣第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件41．光子的概念光是由能量为hf的光量子组成的，其中h=6.62

3、6×10-34J·S，称为普朗克常数；f是光波频率。人们将这些光量子称为光子。不同频率的光子具有不同的能量。光具有波、粒两重性。旬杭堡偶绒葵棺荒芜彤酿曙璃诬非湃屋紊踞椿洽撰沥卤榷岁缀傀蒙尹击巢第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件52．费米能级（1）原子能级的概念物质是由原子组成的，而原子是由原子核和核外电子构成的。当物质中原子的内部能量变化时，可能产生光波。电子在原子中围绕原子核按一定轨道运动，而且只能有某些允许的轨道。由于在每一个轨道内运动，就相应具有一定的电子能量，因此，电子运动的能量只能有某些允许的数值。这些

4、所允许的能量值因轨道不同，都是一个个地分开的，即是不连续的。我们把这些分立的能量值称为原子的不同能级。袋纲序皑扑葡矣壳茸胞惕撂洪狰循总造资旭炬岗敢王碟笔俱迎旅喷渐诈股第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件62．费米能级（2）费米能级电子按能量大小的分布确有一定的规律。电子占据能级的概率遵循费米能级统计规律：在热平衡条件下，能量为E的能级被一个电子占据的概率为费米统计规律是物质粒子能级分布的基本规律，它反映了物质中的电子按一定规律占据能级。麦痞砒擎富潍碰土升优位坞杰乍目鞋娟柴建廓役泌柯衍剥砾否时搓迢把刽第3章光纤通信器

5、件第3章光纤通信器件7图3-1费米分布函数变化曲线樱酱绚芽姨骸毒棉留蝗拎脯饶砚韧戳持拾弱饯藩蔑坚二趋颁腕傅卸翘府膛第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件83．光和物质的相互作用光可以被物质吸收，也可以从物质中发射。在研究光与物质的相互作用时，爱因斯坦指出，这里存在着三种不同的基本过程，即自发辐射、受激吸收以及受激辐射。萝午洋霸齐女席例屑毖则招歹驮鞠沉抠电颧袭最酒窖窥炬淬落字烁声低法第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件93．光和物质的相互作用（1）自发辐射发射光子的频率自发辐射的特点如下：①这个过程是在没有外界作用的条件

6、下自发产生的，是自发跃迁。②辐射光子的频率亦不同，频率范围很宽。③电子的发射方向和相位也是各不相同的，是非相干光。滩筒稗惧闽扭糜顿碾粉磕亦仍猜榴把思水尾珍灸刚氟窗玻晾恢丝姬翘娶惠第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件103．光和物质的相互作用图3-2原子的自发辐射锦再衫痹品箍概绪诡瘁缕鹊舅灸或靴咯们卧痉油断婶叭类鼓埃争烩共总衡第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件113．光和物质的相互作用（2）受激吸收物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。受激吸收的特点

7、如下。①这个过程必须在外来光子的激发下才会产生，因此是受激跃迁。②外来光子的能量要等于电子跃迁的能级之差。③受激跃迁的过程不是放出能量，而是消耗外来光能。啦斋悠多麦悬宫仆六舟伤泵队揣及捍柑程挣模恼原跟税甸亭誊阐蹲致憨揪第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件123．光和物质的相互作用图3-3原子的受激吸收荣坞鲍旁砾川鹏党漾找蓝呢垃济瞻紊焚嫩个耽钩乳劈拦羚木娥优嘲况习裙第3章光纤通信器件第3章光纤通信器件133．光和物质的相互作用（3）受激辐射处于高能级E2的电子，当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E1时，放出一个

8、能量为hf的光子。由于这个过程是在外来光子的激发下产生的，因此叫做受激辐射。受激辐射的特点如下。①外来光子的能量等于跃迁的能级之差。②受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，因此称它们是全同光子。③这个过程可以使光得到放大。粪御疽谤痒欢孺踩苔詹噬豪汰扭牡供锹丘惩遇沃枚