Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang: Chương 4 - Học viện CN Bưu chính Viễn thông

Chương 4 Bộ thu quang, trong chương học này trình bày các nội dung sau: Các khái niệm cơ bản; Các phần tử chuyển đổi quang-điện bán dẫn; Các bộ tiền khuyếch đại; Nhiễu trong bộ thu quang; Các tham số của bộ thu quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang: Chương 4 - Học viện CN Bưu chính Viễn thông HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Fundamental of Optical Fiber Communications Giảng viên: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp Bộ môn: ộ Thông Tin Q g Quang – Khoa Viễn thông 2 g g Email: emdvv@ptit.edu.vn, pqhop@ptithcm.edu.vn KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 4 BỘ THU QUANG GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 2 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 4 • Các khái niệm cơ bản • Các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn • Các bộ tiền khuyếch đại • Nhiễ t Nhiễu trong bộ th quang thu • Các tham số của bộ thu quang GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 3 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Khái Niệm Cơ Bản • Linh kieän taùch soùng quang: - Bieán ñoåi tín hieääu aùnh saùng thaønh tín hieääu ñieään coù cöôøng ñoä doøng ñieän tyû leä vôùi coâng suaát aùnh saùng chieáu vaøo noù. • Nguyeân lyù hoaït ñoäng: − Moái tieáp giaùp pn phaân cöïc ngöôïc − Hieään töôïng haáp thuï (absorption) ( p ) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 4 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Khái Niệm Cơ Bản • Hai loaïi linh kieän taùch soùng quang: − PIN: diode thu quang coù 3 lôùp baùn daãn P, I, N − APD (Avelanche Photodiode) : diode thaùc luõ • Vuøng böôùc böôùc soùng hoaït ñoäng cuûa linh kieän thu quang phuï thuoäc vaøo vaät lieäu cheá taïo GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 5 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Thông Số Cơ Bản • Hieäu suaát löôïng töû (Quantum Efficiency) ne I ph / e ne: soá löôïng ñieän töû taùch ra η= = n ph Popt / hν nph: soá löôïng photon chieáu vaøo − Hieäu suaát bieán ñổi quang ñieän suat bien quang-ñieä − η cuûa moãi vaät lieäu thay ñoåi theo böôùc soùng aùnh saùng GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 6 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Thông Số Cơ Bản • Ñaùp öùng (Responsivity): I ph ηe Iph: doøng quang ñieän R= = Popt: coâng suaát quang Popt hν − Phu thuoäc: Phuï R (A/W) + hieäu suaát löôïng töû + bước soùng hoạt động 0,88 Photodiode lý tưởng Photodiode 0,44 điển hình 0 (mm) 0,5 1 c GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 7 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Thông Số Cơ Bản • Ñoä nhaïy (Sensitivity): − Laø möùc coâng suaát quang thaáp nhaát maø linh kieän thu quang coùù theåå thu ñ c vôùùi moäät tyûû soáá loããi (BER) nhaáát h h ñöôï l h ñònh − Phu thuoäc vaøo loai linh kieän tach song quang va muùc Phuï vao loaïi taùch soùng vaø muc nhieãu cuûa boä khueách ñaïi ñieän − Toác ñoä bit ruyeàn daãn caøng cao thì ñoä nhaïy cuûa thieát bò thu caøng keùm GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 8 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Thông Số Cơ Bản • Daûi ñoäng (Dynamic Range): − Laø khoaûng cheânh leäch giöõa möùc coâng suaát quang cao nhaáát vaøø möùùc coââng suaáát quang thaááp nhaáát maøø li h h h h linh kieän coù theå thu ñöôïc trong moät giôùi haïn tyû soá loãi ( (BER) nhaát ñònh ) ò − Phuï thuoäc vaøo loaïi linh kieän taùch soùng quang, ñoä tuyeán tính vaø giôùi haïn baûo hoaø cuûa boä khueách ñaïi thu Iph Popt Dải động Vùng bão hòa GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 9 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Các Thông Số Cơ Bản • Nhieãu (Noise): − Nhieãu nhieät: + Do ñieän trôû taûi cuûa diode thu quang cuõng nhö trôû khaùng vaøo cuûa boä tieàn khueách ñaïi + Phu thuoäc vaøo nhieät ñoä, beà roäng baêng tap am, Phuï vao be bang taïp aâm ñieän trôû taûi: 4 KT < I t >= 2 > .B ...