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文档简介

光源

光源

光源是光發射機的關鍵器件，其功能是把電信號轉換為光信號。目前光纖通信廣泛使用的光源主要有半導體鐳射二極體或稱雷射器(LD)和發光二極體或稱發光管(LED)，有些場合也使用固體雷射器。本節首先介紹半導體雷射器(LD)的工作原理、基本結構和主要特性，然後進一步介紹性能更優良的分佈回饋雷射器(DFB-LD)，最後介紹可靠性高、壽命長和價格便宜的發光管(LED)。

半導體雷射器工作原理和基本結構

半導體雷射器是向半導體PN結注入電流，實現粒子數反轉分佈，產生受激輻射，再利用諧振腔的正回饋，實現光放大而產生鐳射振盪的。

受激輻射和粒子數反轉分佈有源器件的物理基礎是光和物質相互作用的效應。在物質的原子中，存在許多能級，最低能級E1稱為基態，能量比基態大的能級Ei(i=2,3,4…)稱為激發態。電子在低能級E1的基態和高能級E2的激發態之間的躍遷有三種基本方式：受激吸收自發輻射受激輻射

(見圖3.1)

(a)受激吸收；能級和電子躍遷

hf12初態E2E1終態E2E1

受激吸收

在正常狀態下，電子處於低能級E1，在入射光作用下，它會吸收光子的能量躍遷到高能級E2上，這種躍遷稱為受激吸收。電子躍遷後，在低能級留下相同數目的空穴，見圖(a)。hf12初態E2E1終態E2E1(b)自發輻射；

自發輻射

在高能級E2的電子是不穩定的，即使沒有外界的作用，也會自動地躍遷到低能級E1上與空穴複合，釋放的能量轉換為光子輻射出去，這種躍遷稱為自發輻射，見圖(b)。hf12初態E2E1終態E2E1(c)受激輻射

受激輻射

在高能級E2的電子，受到入射光的作用，

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