激光器和探测器

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1、激光器和探测器激光器和探测器激光器和探测器编写：师岩峰shiyanfeng@126.com简介激光器和光探测器是光通信器件和模块中两个重要的组件他们占用光器件和光模块大部分成本：器件的70%或模块的30%他们的性能直接决定了光器件和光模块的指标、性能和品质掌握和了解激光器件和探测器的相关知识，有助于对产品的了解，帮助我们进行研发、生产和品质管理。光、可见光、光源、激光光是一种电磁波可见光是光的一种，人眼可观察到的光的波长是470-700nm能发出光的物体叫光源，不管发出的是可见光或是不可见光激光是不可见光，是电磁波。电磁波谱半导体的能带量子跃迁光的受激发射

2、：光子激励导带中的电子与价带中的空穴复合，产生一个所有特征（频率、相位、偏振）完全相同的光子。它是半导体激光器的工作原理基础。光的产生光是一种电磁波，同时光又是由光子组成的，这称为光的“波粒二相性”电子跃迁到高能态后，是不稳定的，它随时会返回低能态，这时候它所携带的多余的能量释放出来，就产生一个光子在自发辐射状态下释放的光子数量很少，而且包含多种频率，所以能量不集中自发辐射和受激辐射光辐射分为两类：自发辐射和受激辐射“自发的”就是光辐射在没有外因的情况下发生的，受激光电子在没有诱因的条件下由导带进入价带。如果让一个外来的光子击中一个受激的电子，它们之间相互

3、作用，产生一个新的光子辐射，这就是受激辐射。受激辐射的特征外来光子激发一个带有相同频率（波长）的辐射，保证所得到的辐射光的光谱很窄。由于所有光子都是同一方向辐射，因此激光二极管的光电转换效率和输出功率很高。所有受激光子的发射方向都与激发它们的光子相同，因此受激光有很好的定向性。由于受激光子仅在有外来光子激发它们的时候才辐射，这两种光子是同步的，时间上是一致的。导体绝缘体半导体光通信中所用的光源-LEDLED：LightEmittingDiode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光（非激光）LED的心脏是一个半

4、导体的晶片优点：省电、寿命长、高亮、低热缺点：能量不集中其它用途：照明、美化光通信中所用的光源-激光器激光：激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是"通过受激发射的光放大"。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议改称“激光”。有意思的是，激光器不是光放大器，而是激光产生器。另有光放大器，如EDFA（掺铒光纤放大器）、SOA（半导体光

5、放器）激光器有很多种：红宝石激光器、气体激光器、半导体激光器。光通信中常用的是半导体激光器半导体激光器的产生原理基本条件：1工作物质：有源区载流子反转分布2谐振腔：使受激辐射多次反馈，形成振荡3满足阈值条件，使增益>损耗，有足够的注入电流。正反馈和谐振腔为了得到所需功率的激光，需要数百万个光子，采用的方法是在激活层的一端放上一面“镜子”，光子不断地被反射回激活层，产生的光子就成几何倍增加。两面镜子实现光的正反馈，组成谐振腔。F-P腔激光器和DFB激光器面发射激光器FP激光器FP：Fabry-Pero，法国物理学家法布里和珀罗于1897年发明光干涉仪为了进一

6、步提高激光发射效率，使用特别薄的激活区，称为“量子阱”FP激光器TO：全称是“TO封装多量子阱FP腔激光器”它是一种多纵模激光器，可以理解为多波长参数Parameter符号Symbol测试条件Conditions最小值Min.典型值Typ.最大值Max.单位Unit阈值电流ThresholdcurrentIthCW－1020mA输出功率OutputPowerPoCW25℃5mW工作电压OperatingvoltageVoCWPo=5mW－1.21.5V斜率效率Slopeefficiencyη25℃CW0.150.2－mW/mA中心波长Centerwavel

7、engthλCCWPo=5mW128013101350nm谱线宽度(FWHM)Spectralwidth(FWHM)Δλ25℃－3nm平行发散角Beamdivergenceangle(parallel)θ∥CW,P0=5mW－30－deg垂直发散角Beamdivergenceangle(perpendicular)θ⊥CW,P0=5mW－40－deg上升下降时间Riseandfalltimetr,tfIF=Ith,Po=5mW,10~90%－0.51.0ns探测器输出电流MonitoringoutputcurrentImCW,P0=5mW，VRP=1V0.

8、1-mA探测器暗电流DarkcurrentIDVRP=10V－0.