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第四章 光检测和光接收机(2011).ppt


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光纤通信与数字传输南京邮电大学**概述光接收机是光纤通信系统的主要组成部分,它的性能是整个光纤通信系统性能的综合反映。由光发送机发出的光信号在光纤线路中传输时,不仅会受到损耗的影响而造成幅度衰减,同时光纤色散和非线性效应等可能会引起脉冲波形展宽,由此造成的信号质量下降会增加接收机接收信号的难度,这些都对接收机的性能提出了较高的要求。光接收机的主要作用是将经光纤传输后幅度被衰减,波形被展宽的微弱光信号转变为电信号,并经放大处理,恢复为原来的信号。*,它是影响光接收机性能的重要器件。光纤通信系统对光检测器的基本要求是:波长段内响应度或灵敏度要高具有足够的带宽和响应速度由检测器引入的附加噪声必须最低,暗电流、漏电流和并联电导必须最小较低的偏压或偏流,具有高可靠性和长寿命较小的几何尺寸,便于与光纤及其他电路组装*响应度响应度是表示光检测器能量转换效率的一个参数,是光检测器的平均输出电流与平均输入光功率之比。表示为(A/W)(4-1)式中:R0——光检测器的响应度IP——光检测器的平均输出电流P0——入射在检测器光敏面上的平均光功率*。在半导体材料的PN结面上,由于电子和空穴的扩散形成了内部的电场,称之为自建场。由于自建场的作用使电子和空穴产生了与扩散方向相反的漂移运动。在PN结界面附近形成了高电场的耗尽区。在耗尽区两边,电场基本为0,称为扩散区。耗尽区和扩散区均为光子的吸收区,在入射光照射下,要吸收光能量产生光生载流子。*图4-1PN结光电二极管*图4-2PN结光电二极管工作原理a)PN结b)能带图漂移电流扩散电流*图4-3光生载流子慢扩散使响应变慢*反向偏压工作的光电二极管为了克服由于光生载流子扩散速度慢于漂移速度而引起的响应变慢现象,对光电二极管采用反向偏压。反向偏压增加了耗尽区的宽度,从而减少了光生电流中的扩散分量,同时增强的电场也会加快光生载流子的漂移速度,有利于加快光生载流子的响应时间。其他增加耗尽区的宽度的方法。

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  • 时间2019-01-24