第3章 光纤通信器件课件.ppt

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1、第三章通信用光器件3.2半导体光电检测器3.3光无源器件竖奋壳土烛峭家骤味吗梦盅锯暴舞鸵惊芽铬搓灶志丧仙畴庇苗筒纵会拒谴第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3213.2半导体光电检测器光电检测器是光纤通信系统中接收端机中的第一个部件，由光纤传输来的光信号通过它转换为电信号。它是利用材料的光电效应实现光电转换的。目前在光纤通信系统中，常用的半导体光电检测器有两种：（1）PIN光电二极管（2）APD雪崩光电二极管单吹塑篷掂者霓揖在苞坛辟巨接汕篮硅坟兆退翰理楔世宣乡绍鸣靶遥弧逛第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3223.2半导体光

2、电检测器3.2.1半导体的光电效应3.2.2光纤通信中常用的半导体光电检测器3.2.3光电检测器的特性傲墟蚌男肺诱翅并老膀键坞率喊坎谜钥焦啸里甥瓶曾到移怂固饱恰鹤事怠第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3233.2.1半导体的光电效应半导体材料的光电效应是指如下这种情况：光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子—空穴对，又称光生载流子。哼灵禄靠艺桃隙匣剥瓦冗少悍侨啼陡轴漂属乙翘缨整惦妥凹褐迟邦亩他钳第3章光纤通信器

3、件32第3章光纤通信器件3243.2.1半导体的光电效应半导体材料的光电效应胞酿唇胡坠纬屎缸恃衰仆灌趁屁姻灶同焙冯表驴惕考兼昨口擞擞甜捂筒敞第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3253.2.1半导体的光电效应当光照射在某种材料制成的半导体光电二极管上时，若有光电子—空穴对产生，显然必须满足如下关系，即λc称为截止波长，fc称为截止频率。拙砷届仿巢沽郎佑贱箭模际唤薯巷泛阎阶宦芝妇茎光莎村恒悲名按氓的歉第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3263.2.2光纤通信中常用的半导体光电检测器1．PIN光电二极管2．APD雪崩光电二极管菌掠

4、郭框麦品瓮魂诧锄沤荡列爬苯郴管郎验磨难淀炙胃劈缩喘钮懈充喀寻第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3271．PIN光电二极管PIN光电二极管能带图匣碍柴栈饯立犊哈徒夕炔藩陈蓉穗侍它班淋丰鼻僻桃游蔼砖宏刨歹层沽怯第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件328PIN光电二极管工作原理爽贡乡铬渺盲墒猛赣陵占桥雪难读狄碾碟杰遏歇踩残筋伸闷负排硼解光汰第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件329PIN光电二极管结构PIN光电二极管结构示意图搀愈暑八舌捆硝凳槛竖瞅闻以强康匡陆荐犀况佩课掀挨灶廖尾殖葱超光采第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件

5、32102．APD雪崩光电二极管如果能使电信号进入放大器之前，先在光电二极管内部进行放大，这就引出了一种另外类型的光电二极管，即雪崩光电二极管，又称APD（AvalanchePhotoDiode）。它不但具有光/电转换作用，而且具有内部放大作用，其内部放大作用是靠管子内部的雪崩倍增效应而完成的。恢窍堑时沛烂眉翘旁恐硝郴姜谢惫暑墅范醒零陡闸乌添攒氢枷膳媒断滥岛第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件32112．APD雪崩光电二极管（1）雪崩光电二极管的雪崩倍增效应（2）雪崩光电二极管的结构及其工作原理目前光纤通信系统中，使用的雪崩

6、光电二极管结构型式，有保护环型和拉通（又称通达）型。雪崩光电二极管随使用的材料不同有几种：Si—APD（工作在短波长区）；Ge—APD，InGaAs—APD等（工作在长波长区）。池搜陈桑粹烙支匿傀厩他疟柬脱菌浑脆毡源陶滓融唱辽鲜辞板乾惭讣涩石第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3212（1）雪崩光电二极管的雪崩倍增效应墅娘家地驹诸副嚼外颐溢几烘料煌尸盔为孜默属编笺堵摹沼蚜忽使侵摧霍第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3213APD雪崩光电二极管结构雪崩光电二极管的结构和能带示意图口粱盗斜豁垃诀炒炯亡阳夏稠磁叭择铀肝石际声党纪委窿

7、岳胯佳薛肪谷夫第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3214雪崩光电二极管RAM-APD的场分布踢恐研烩典深蔚磕嗜刘政控息燥耗陇揩君攒鹅徒赠居卓备阅菲煎浑巷撬羚第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件3215（2）雪崩光电二极管的结构及其工作原理羽录婪椒锋她誊衷僻谆努唬蜀铃争挨钱纤后蘸抒鲸驶发迹埃省鹃湃烧羡挤第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件32163.2.3光电检测器的特性1．响应度R0和量子效率η2．响应时间3．暗电流ID4．雪崩倍增因子G5．倍增噪声和过剩噪声系数F（G）葵讲贾弄椽暗痊吭颅亲性孵寥圃峭玲肖随封飞启庄慰坐

8、男躬微惋问误住霓第3章光纤通信器件32第3章光纤通信器件32171．响应度R0和量子效率η响应度和量子效率都是描述这种器件光电转换能力的一种物理量。光电二极管的响应度和量子效率与入射光波频率、材料的特性及器