《光纤通信中的光源.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信中的光源.ppt（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2023/10/27,Optical fiber communications,第五章 光纤通信中的光源,第一节 激光产生的基本原理第二节 半导体激光器的基本概念第三节 异质结半导体激光器的工作原理第四节 半导体激光器的工作特性,2023/10/27,Optical fiber communications,1.光源的作用是将电信号转换成光信号。2.光纤通信中常用的光源器件有半导体激光二极管和发光二极管。优点：(1)发射波长与光纤的低损耗或低色散波长相一致；(2)能够在室温下连续工作,输出功率满足光纤通信系统的要求；(3)谱线宽度可以做的较窄,以减少光纤中的色散的影响；(4)体积小,重量轻,使
2、用寿命长,与光纤耦合效率高,调制简便。,2023/10/27,Optical fiber communications,一.原子的能级结构 A.能级 B.Boltzman Distribution,第一节 激光产生的基本原理,2023/10/27,Optical fiber communications,二 光的辐射和吸收A自发辐射1.原子在外界影响的情况下,处在高能级上的电子会自发的向低能级跃迁而发光。,2023/10/27,Optical fiber communications,2.自发辐射几率A21:单位时间内N2个高能态的原子中发生自发跃迁的原子数与N2的比值自发辐射Einstain
3、系数。,(dN21)sp:由于自发跃迁引起的有E2向E1跃迁的原子数3.能级的平均寿命=1/A214.自发辐射的特点:(1)各个处于高能级的粒子都是自发地.独立的进行跃迁；(2)辐射光子的频率不同,自发辐射的频率范围很宽；(3)发射方向和相位也不同；(4)非相干光发射:不同频率,相位,偏振方向,简并度。,2023/10/27,Optical fiber communications,B.受激吸收 1.处于低能级的E1的一个原子,在频率为f的辐射场的作用下,吸收一个能量为hf的光子,并受激的向E2能级跃迁hf=E2-E1。2 受激吸收几率:,2023/10/27,Optical fiber co
4、mmunications,r12不仅与原子性质有关,而且还与外界辐射场的能量密度f（单位体积内，频率处于f附近的单位频率间隔中的电磁辐射能量）有关：B12受激吸收跃迁Einstain系数.它只与原子性质有关。C.受激辐射 1.处于高能级E2的一个原子,在频率为f=(E2-E1)/h的光子激发下,受激的向E1能级跃迁,同时,放出一个能量为hf=E2-E1的光子 2.受激辐射跃迁几率,2023/10/27,Optical fiber communications,是受激辐射跃迁的Einstain系数 三.激光产生的条件 A.(1)Amplifying Medium(2)Pumping Source(3)Optical Feedback(Cavity)B.粒子数反转 阈值条件:增益=损耗,2023/10/27,Optical fiber communications,C.相位平衡条件:激光器必须工作在谐振腔的工作模式 上。光腔的驻波条件:在腔内形成驻波。,总结:lasers 1.Optical gain+feedback 2.Spontaneous and stimulated emission 3.Threshold,discrete spectrum,narrow radiation pattern,
