Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 3 - HV Bưu chính viễn thông

Chương 3 Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang nhằm giúp người học hiểu rõ các vấn đề của bộ phát quang như: Tiếp giáp dị thể kép, LED – Light Emitting Diode, Laser diode – LD, các nguồn laser bán dẫn đơn mode, bộ phát quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 3 - HV Bưu chính viễn thông HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN CƠ SỞ TRUYỀN THÔNG SỢI QUANG Bộ môn: Thông tin quang - Khoa VT1 Năm biên soạn: 2010 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Nội dung 1 Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang 2 Sợi quang Chương 3 Bộ phát quang 4 Bộ thu quang 5 Một số vấn đề trong thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 2 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG BỘ PHÁT QUANG Tiếp giáp dị thể kép LED – Light Emitting Diode Laser diode – LD Các nguồn laser bán dẫn đơn mode Bộ phát quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 3 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TIẾP GIÁP DỊ THỂ KÉP (1)  Qu¸ tr×nh hÊp thô vµ ph¸t x¹: . XÐt hÖ 2 møc ®¬n gi¶n: cã 3 qu¸ tr×nh c¬b¶n E2 E2 E2 hf hf hf hf E1 E1 E1 hf a) Quá trình hấp thụ b) Phát xạ tự phát c) Phát xạ kích thích www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 4 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TIẾP GIÁP DỊ THỂ KÉP (2)  TiÕp gi¸p P-N: . H×nh thµnh tõ hai lo¹i b¸n dÉn lo¹i n vµ b¸n dÉn lo¹i p: Khi ch­a ®Æt ®iÖn ¸p ph©n cùc C¸c h¹t t¶i ®a sè khuyÕch t¸n qua líp tiÕp gi¸p H×nh thµnh hµng rµo thÕ . Tr¹ng th¸i c©n b»ng thiÕt lËp Vïng nghÌo (kh«ng cã h¹t t¶i linh ®éng) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 5 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TIẾP GIÁP DỊ THỂ KÉP (3)  TiÕp gi¸p P-N: . Ph©n cùc ng­îc: Vïng nghÌo më réng ra, c¸c ®iÖn tö vµ c¸c lç trèng khã gÆp nhau ®Ó t¸i hîp ph¸t ra ¸nh s¸ng Sö dông trong photodiode. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 6 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TIẾP GIÁP DỊ THỂ KÉP (4)  TiÕp gi¸p P-N: . Ph©n cùc thuËn: Vïng nghÌo hÑp l¹i hay hµng rµo thÕ thÊp xuèng c¸c ®iÖn tö vµ c¸c lç trèng ®­îc b¬m vµo vïng nghÌo dÔ dµng t¸i hîp ph¸t ra ¸nh s¸ng. . Quan hÖ gi÷a dßng ch¹y qua tiÕp gi¸p vµ thÕ ®Æt vµo: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 7 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TIẾP GIÁP DỊ THỂ KÉP (5) . CÊu tróc ®ång thÓ: c¸c h¹t t¶i kh«ng bÞ giam h·m hiÖu suÊt ph¸t x¹ kÐm. . CÊu tróc dÞ thÓ kÐp: gåm 3 líp c¬ b¶n - Líp b¸n dÉn máng ë gi÷a cã E g nhá (líp tÝch cùc) - Hai líp b¸n dÉn p vµ n hai bªn cã E g lín h¬n (c¸c líp h¹n chÕ) . ¦u ®iÓm: - Giam  h∙m  h¹t t¶i - Giam  h∙m  photon www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 8 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LED (1)  CÊu tróc cña LED: . CÊu tróc dÞ thÓ kÐp . Dùa trªn c¬ chÕ ph¸t x¹ tù ph¸t . ¸nh s¸ng ph¸t ra lµ ¸nh s¸ng kh«ng kÕt hîp cã ®é réng phæ lín (30 - 60 nm) . §é réng chïm s¸ng ph¸t x¹ lín HiÖu suÊt ghÐp nhá www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 9 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LED (2)  Mét sè lo¹i LED: . LED ph¸t x¹ mÆt: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 10 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LED (3)  Mét sè lo¹i LED: . LED ph¸t x¹ c¹nh: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 11 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LED (4)  §Æc tÝnh P-I cña LED: . §é ®¸p øng cña LED: (3.31) . §­êng ®Æc tÝnh P-I tØ lÖ theo I, b·o hoµ ë dßng b¬m cao. . NhiÖt ®é t¨ng §é ®¸p øng gi¶m. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 12 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LED (5)  §Æc tÝnh phæ cña LED: . Phæ cña LED liªn quan ®Õn phæ ph¸t x¹ tù ph¸t. . §é réng phæ: (3.33) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 13 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LASER DIODE (LD) (1)  CÊu t¹o c¬b¶n cña LD: . Laser: Bé céng h­ëng trong mét m«i tr­êng tÝch cùc (khuyÕch ®¹i) . Laser b¸n dÉn hay LD: cÊu tróc dÞ thÓ kÐp www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 14 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG LASER DIODE (LD) (2)  §iÒu kiÖn ng­ìng LD: . Qu¸ tr×nh håi tiÕp quang: thùc hiÖn trong mét hép céng h­ ëng h×nh thµnh bëi 2 g­¬ng ph¶n x¹. . §é ph¶n x¹: (3.43) . Ng­ìng laser: c¸c photon sinh ra tõ ph¸t x¹ kÝch thÝch bæ xung cho c¸c phot ...