光纤通信对半导体发光器件有哪些基本要求

易金矿业网 2023-04-03 04:19 编辑:admin 195阅读

光纤通信对半导体发光器件有哪些基本要求

音频信号光纤传输实验

光纤在通讯领域、传感技术及其他信号传输技术中显示了愈来愈广泛的用途,也显示了其愈来愈重要的地位。随之而来的电光转换和光电转换技术、耦合技术、光传输技术等,都是光纤传输技术及器件构成的重要成分。对于不同频率的信号传输和传输的频带宽度,上述各种技术有很大的差异,构成的器件也具有不同的特性。通过实验了解这些特性及其对信息传输的影响,有助于在科研与工程中恰当地使用这一信号传输技术。

一、实验目的

1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。

2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。

二、实验仪器

FD-OFT-A型音频信号光纤传输实验仪实验主机(包括音频信号发生器、光功率计、LED放射器、SPD接收器等)、多模光纤(装于骨架上),半导体收音机,示波器组成

三、实验原理

1. 音频信号光纤传输系统的原理

传输系统由逗光信号发送器地、逗光信号接受器地和逗传输光纤地三部分组成。其原理主要是:先将待传输的音频信号作为源信号供给逗光信号发送器地,从而产生相应的光信号,然后将此光信号经光纤传输后送入逗光信号接受器地,最终解调出原来的音频信号。为了保证系统的传输损耗低,发光器件LED的发光中心波长必须在传输光纤的低损耗窗口之内,使得材料色散较小。低损耗的波长在850nm,1300nm或1600nm附近。本仪器

LED发光中心波长为850nm,光信号接受器的光电检测器峰值响应波长也与此接近。

为了避免或减少波形失真,要求整个传输系统的频带宽度能覆盖被传输信号的频率范围。由于光纤对光信号具有很宽的频带,故在音频范围内,整个系统频带宽度主要决定于发射端的调制信号放大电路和接收端的功放电路的幅频特性。

2. 半导体发光二极管LED的结构和工作原理

光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求,所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯的任务,目前在以上各方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管(light emitting diode,缩写LED)和半导体激光器(Laser Diode,缩写LD)。以下主要介绍发光二极管。半导体发光二极管是低速短距离光通信中常用的非相干光源,它是如图

3所示的N-P-P三层结构的半导体器件,中间层通常是由直接带隙的GaAs砷化镓P型半导体材料组成,称为有源层,其带隙宽度较窄,两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成,与有源层相比,它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结,中,有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结,而与右侧P

层之间形成的是P-P异质结,所以这种结构又称为N-P-P双异质结构,简称DH结构。

当在N-P-P双异质结两端加上偏压时,就能使N层向有源层注入导电电子,这些导电电子一旦进入有源层后,因受到P-P异质结的的阻挡作用不能再进入右侧P层,它们只能被限制在有源层内与空穴复合,同时释放能量产生光子,发出的光子满足以下关系:

光纤之父是高锟还是赵梓森?

高锟是“世界光纤之父”,赵梓森是“中国光纤之父”。

1966年,高锟提出了用玻璃代替铜线的大胆设想:利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来传送信号。他当时的出发点是想改善传统的通讯系统,使它传输的信息量更多、速度更快。对这个设想,许多人都认为匪夷所思,甚至认为高锟神经有问题。但高锟经过理论研究,充分论证了光导纤维的可行性。不过,他为寻找那种“没有杂质的玻璃”也费尽周折。为此,他去了许多玻璃工厂,到过美国的贝尔实验室及日本、德国,跟人们讨论玻璃的制法。那段时间,他遭受到许多人的嘲笑,说世界上并不存在没有杂质的玻璃。但高锟的信心并没有丝毫的动摇。他说:所有的科学家都应该固执,都要觉得自己是对的,否则不会成功。

后来,他发明了石英玻璃,制造出世界上第一根光导纤维,使科学界大为震惊。

高锟的发明使信息高速公路在全球迅猛发展,这是他始料不及的。他因此获得了巨大的世界性声誉,被冠以“光纤之父”的称号。美国耶鲁大学校长在授予他“荣誉科学博士学位”的仪式上说:“你的发明改变了世界通讯模式,为信息高速公路奠下基石。把光与玻璃结合后,影像传送、电话和电脑有了极大的发展……”高锟此后几乎每年都获得国际性大奖,但由于专利权是属于雇用他的英国公司的,他并没有从中得到很多的财富。中国传统文化影响极深的高辊 ,以一种近乎老庄哲学的态度说:“我的发明确有成就,是我的运气,我应该心满意足了。”

赵梓森,电信专家,1932年生,广东中山人,1995年当选为中国工程院院士。

在中国光通信的发展史上,赵梓森院士留下了极为重要的足迹。他拉出我国第一根实用光纤,被誉为中国光纤之父。由他作技术带头人的武汉邮科院,建成了我国第一条光缆通信工程,开创我国光纤通信应用的历史;全部采用自制设备建成世界上最长的架空通信工程;最先开发出具有独立知识产权的PCVD光纤制造技术和设备;在国内首次研制出SDH全系列产品。作为我国光纤通信领域的开拓者,他在我国光纤通信技术的研究、形成、发展和应用推广方面作出了杰出贡献,使得我国光纤通信在高新技术中成为与国际先进水平差距最小的领域之一。(完)

你要看是“中国光纤之父”还是“光纤之父”,虽然他们都是中国人,但是称号还是有区别的!

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