光纤通信持术光导纤维已成为现代通信网络最佳媒质，光 纤传输已成为所有宽带通信的最佳技术选择。光 发射机在光纤传输的环节中占有很重要的地位。光发射机原理及器件光发射机原理和器件 光发射机作用 将电信号转变为光信号 光发射机基本组成 光源(关键)半导体激光器(LD)和发光二极管(LED) 调制电路和控制电路 线路编码电路光发射机原理和器件 发光机理 电子由高能带(导带)Ec跃迁到低能带(价带 )Ev 辐射方式:自发辐射与受激辐射。 自发辐射的同时总伴有受激辐射发生,热平 衡时,前者占优。光发射机原理和器件光发射机原理和器件 器件结构 1、LED同质结与异质结半导体激光器同质结构半导体激光器，即只有一个简 单P-N结，且P区和N区都是同一物质的半 导体激光器。异质结，就是由两种不同材料例如 CaAs和GaAlAs)构成的P-N结。在双异质结 构中，有三种材料，有源区被禁带宽度大 、折射率较低的介质材料包围。光发射机原理和器件 这种结构形成一个像光纤波导的折射率分布，限 制了光波向外围的泄漏，使阈值电流降低，发热 现象减轻，可在室温状态下连续工作。 2、量子限制激光器除双异质结半导体激光器对载流子进行限制 外，还有另外一种完全不同的对载流子限制的方 式。对电子或空穴允许占据能量状态的限制，这 种激光器叫做量子限制激光器。它具有阈值低、 线宽窄、微分增益高、对温度不敏感、调制速度 快和增益曲线容易控制等许多优点。光发射机原理和器件 LD半导体激光器 1、阈值特性半导体激光器属厂阈值性器件，当注 入电流大于闻值点时才有激光输出，否则 为荧光输出。目前的激光器阈值电流 一般 为十几个毫安，最大输出功率通常可达几 百瓦。光发射机原理和器件2、温度特性半导体激光器的阈值电流。和输出功 率是随温度而变化的，激光器的阈值电流 和输出功率对温度很敏感，所以在实际使 用中总是用热电致冷器对激光器进行冷却 和温度控制。光发射机原理和器件3、波长特性激光器的波长特性用中心波长、光谱宽 度以及光谱模数三个参数来描述光谱范围 内辐射强度最大值所对应的波长叫中心波 长。光谱范围内辐射强度最大值下降50% 处所对应波长的宽度叫谱线宽度，光谱模 数有多模LD和单模LD。下图表示激光器的 典型光潜特性。为了便于比较在图中也标 出LED的光谱特性。光发射机原理和器件 LD与LED的光谱特性: