Bài giảng thông tin quang nâng cao - Phần 3

Tham khảo bài thuyết trình 'bài giảng thông tin quang nâng cao - phần 3', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng thông tin quang nâng cao - Phần 3 Néi dung m«n häc Th«ng tin quang n©ng cao PhÇn 1 : Tæng quan vÒ kü thuËt th«ng tin quang Gi¶ng viªn: Hoµng V¨n Vâ PhÇn 2: C¸c phÇn tö c¬ b¶n trong kü thuËt th«ng tin quang Gi¶ng viªn: Hoµng V¨n Vâ PhÇn 3: c¬ së kü thuËt th«ng tin quang Gi¶ng viªn: Hoµng V¨n Vâ PhÇn 4: hÖ thèng th«ng tin quang Gi¶ng viªn: Vò TuÊn L©m PhÇn 5: mét sè c«ng nghÖ quang tiªn tiÕn Gi¶ng viªn: Vò TuÊn L©m 1 PhÇn 2: C¸c phÇn tö c¬ b¶n trong kü thuËt th«ng tin quang 1. Sîi quang 2. C¸c phÇn tö biÕn ®æi ®iÖn - quang (ph¸t quang) 3. C¸c phÇn tö biÕn ®æi quang - ®iÖn (thu quang) 2 BỘ PHÁT QUANG 1. Mô hình và chức năng của bộ phát quang 2. Một số yêu cầu đối với các phần tử phát quang 3. Một số khái niệm cơ bản 4. Các phần tử phát quang 5. Các bộ phát quang 3 1. Mô hình và chức năng của bộ phát quang  Mô hình bộ phát quang Pp(t) iD(t) Bé ph¸t quang H×nh 3.1. M« h×nh bé ph¸t quang • Chøc n¨ng: BiÕn ®æi tÝn hiÖu vµo iD (t) thµnh tÝn hiÖu ¸nh s¸ng Pp (t) ®Ó ghÐp vµo sîi quang. Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ ®iÒu biÕn quang hay ®iÒu chÕ quang. 4 2. Một số yêu cầu đối với các phần tử phát quang Một số yêu cầu đối với các phần tử phát quang sử dụng trong kỹ thuật thông tin quang: - Ánh sáng được bức xạ ra phải có độ rộng phổ hẹp, - Công suất ánh sáng phát xạ cao, - Mật độ công suất lớn, - Có khả năng điều chế trực tiếp, - Hệ số biến đổi cao, - Có khả năng điều chế với tín hiệu tốc độ cao (băng tần điều chế lớn), - Điều kiện ghép với sợi quang thuận tiện, - Hiệu suất ghép ánh sáng vào sợi quang cao. 5 2. Một số yêu cầu đối với các phần tử phát quang Để đáp ứng các yêu cầu trên, trong kỹ thuật thông tin quang, người ta thường sử dụng các phần tử phát quang là: - LED (Light Emitting Diode) và - LD (Laser Diode). Các phần tử phát quang LED (Light Emitting Diode) và LD (Laser Diode) là các phần tử phát quang bán dẫn 6 3. Một số khái niệm cơ bản  TiÕp gi¸p p-n: Vïng ®iÖn tÝch B¸n dÉn n B¸n dÉn p kh«ng gian C¸c phÇn C¸c phÇn tö ®a sè: e tö ®a sè: p Ec E Ef H×nh 3.2. TiÕp gi¸p p-n vµ gi¶n ®å n¨ng l-îng EV khi kh«ng cã ®iÖn ¸p E ngoµi t¸c ®éng 7 3. Một số khái niệm cơ bản  TiÕp gi¸p p-n: Vïng ®iÖn tÝch B¸n dÉn n B¸n dÉn p kh«ng gian C¸c phÇn C¸c phÇn - + tö ®a sè: e tö ®a sè: p E Ec H×nh 3.3. TiÕp gi¸p p-n vµ gi¶n ®å n¨ng l-îng Ef khi cã ®iÖn ¸p ngoµi E EV t¸c ®éng 8 3. Một số khái niệm cơ bản  TiÕp gi¸p p-n: Khi một tiếp giáp p-n được tạo ra, các hạt tải đa số sẽ khuếch tán qua nó, tức là các điện tử trong lớp bán dẫn n được khuếch tán qua tiếp giáp và lấp đầy các lỗ trống trong lớp bán dẫn p và do vậy sẽ để lại lỗ trống trong lớp bán dẫn n của tiếp giáp. Kết quả là một điện trường tiếp xúc hay một điện thế tiếp xúc sẽ xuất hiện tại vùng tiếp giáp. Điện trường này sẽ ngăn cản việc chuyển động tự do của các hạt tải cho đến khi cân bằng được thiết lập. Tại vùng tiếp giáp lúc này sẽ không còn hạt mang điện tự do do các điện tử và lỗ trống đã bị giữ lại trong các liên kết đồng hóa trị. Khi đó, vùng tiếp giáp được gọi là vùng nghèo hoặc vùng không có điện tử tự do. 9 3. Một số khái niệm cơ bản  TiÕp gi¸p p-n: Khi một điện thế ngoài được đưa vào tiếp giáp p-n, nếu cực dương của nguồn nối với bán dẫn n và cực âm nối với bán dẫn p thì tiếp giáp khi đó được phân cực ngược. Dưới tác dụng của điện áp phân cực ngược, độ rộng lớp nghèo sẽ mở rộng ra ở cả hai phía lớp p và lớp n hay điện trường lớp tiếp giáp được tăng cường. Điện trường tiếp giáp tiếp tục ngăn cản chuyển động của các hạt tải đa số nhưng lại trở thành điện trường ...