第一讲光电子器件在光纤通信中的应用

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1、光电子器件及其应用专题!第一讲!光电子器件在光纤通信中的应用(黄!翊!东（清华大学电子工程系!北京!’%%%)#）摘!要!!光纤通信技术发展的阶段性飞跃总是伴随新型光电材料和功能器件的突破文章介绍了光纤通信系统中应用到的各种光电子器件，从光纤通信的"个环节：光发送、光接受、光放大为出发点，着重阐述了半导体激光器、光调制器、光检测器、光放大器等关键器件的基本原理、工作特性以及发展现状和趋势，并在回顾传统集成光电子器件发展的同时，展望了以新一代微纳结构光电子器件为基础的光子集成技术的发展趋势关键词!!光纤通信，光电子器件，半导体，有源器件!"#$%&%’#(

2、$)’+%,’%-)$"#’.&/0%(’$112)’.#$)-+,-./0123456(（!"#$%&’"(&)+,"-&%)(.-+(/.(""%.(/，01.(/23$4(.5"%1.&6，7".8.(/9’%%%)#，:2.($）30-#(.’#447894:;:<9=451<>:?1<:@A@:>154891GH:DB@1<<45<:89@，8:=C4=EB5<:，B5>=:@:B=:?1<:@A@:>154891

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4、B9145@，4894:;:<9=451<>:?1<:@，@:E1<45>A<94=，B<91?:>:?1<:@中叶开始引入光纤通信的产品以来，’%年间已建成’!引言近$"%万公里的光缆传输网，其中长途光缆线路近&%万公里光纤通信除了中继距离长、抗电磁干扰、用光来传递信息是一种古老的通信方式，中国保密性好、成本低等优点外，它在通信容量上的巨大古代烽火台的狼烟就是代表性的一例现代的光通潜力是任何一种以往的通信手段所不能比拟的我信是在光的传媒———光导纤维———出现之后发展起们知道，人们一直是通过提高载频来扩大通信容量来的，并且在过去的$%年中以惊人的速度发

5、展，使的，光频要比无线通信使用的频率高得多，所以通信得当今所有的通信技术领域都受到了它的冲击在容量也相应地大得多近年来的两大技术进步———［’］信息量爆炸性增长的今天，光纤通信无可争议地成波分复用（FB?:;:569HK>1?1@145EA;918;:R156，［$］为信息传递的主力以光纤通信为代表的传输网构S3Q）和掺铒光纤放大器（:=D1AEK>48:>4891

6、最早的商用光纤系统于’NOO年开通在美国芝!!$%%#K’’K%#收到初稿，$%%&K%#K%&修回加哥和PB59BQ451456HAB56M9@156HAB:>A<5!"#卷（$%%&年）’%期·:98·光电子器件及其应用专题图!"光纤通信系统示意图几万路信号（数#$%&的量级），而这还远远没有达到其传送容量的极限’光纤通信为人类社会提供了("半导体激光器前所未有的大容量的廉价通信平台，被称为是从电子通信到光子通信的一次飞跃’发送器的核心是光源，光源的主要功能就是将进入(!世纪的人类迈向信息

7、化的时代，以海量一个电信号转换为光信号’今天的光纤通信系统中［］信息的高速传输为基础的国际范围信息网络化是实选用的是微型的半导体光源)半导体激光器（即现知识和经济全球化的必要条件，这为光纤通信的激光二极管，+,&-./01/-，23）和发光二极管应用提供了广阔的发展空间’同时，光纤通信技术与（243）’这不仅是因为它们的体积都很小（典型尺计算机技术的结合，使传统的以及现代的各种通信寸(56—566!7长、!66—66!7宽、!66!7高），更技术得以综合利用，传统的光纤通信技术正在以网重要的是它们可以通过载流子注入，即注入电流，来络的形态登上新的历史舞台

8、’控制输出功率，从而可以直接进行强度调制，而且它光纤通信系统主要是由光发送、光传