42 Структура оптических передатчиков

Оптический передатчик — устройство, преобразующее входной электрический сигнал в выходной оптический сигнал, предназначенный для передачи по оптической передающей среде.

Оптические передатчики содержат источники оптического излучения и устройства, осуществляющие модуляцию оптического излучения в соответствии с управляющим электрическим сигналом. По способу модуляции оптические передатчики делятся на передатчики с прямой (внутренней) и внешней модуляцией.

Структура: бывают с внешней и прямой модуляцией.

Прямой модуляции:

Внешней модуляции:

В системах с непосредственной модуляцией используется простейший формат передачи данных в которых логический “0” – выкл. состояние, логической “1” – вкл. состояние (до 2,5 Гбит/с)

Внешняя мод: источником излучения явл. узкополосн. Одномодовые непрерывно работающие лазеры. Непрерывное оптическое излучение модулируется внешним модулятором. Это позволяет получить оптический сигнал с min шириной спектра. Применение внешней модуляции позволяет применять более сложные форматы модуляции, а так же поляризационное разделение сигналов.

43 Полупроводниковые лазеры

С резонатором Фабри-Перо.

Роль зеркал отражателей выполняют торцы полупроводникового кристалла. Этот тип лазеров позволяет получить излучение, желаемой длинны волны, а так же боковые моды меньшей амплитуды расстояние между которыми составляет менее 1-го нм. Мощность выходного излучения стабильна, однако возможно изменение мощности побочных мод, это приводит к возрастанию дисперсии и увеличению шумов в сигнале.

Данный тип лазеров чувствителен к отражению от оптического разъема.

С распределенной обратной связью.

Применение: решетка Брэгга для уменьшения полосы генерации (ширины спектральной составляющей) и служит дополнительной обратной связью. Такой тип лазеров имеет возможность выбора длинны волны. Они позволяют снизить влияние дисперсии и работают в одномодовом режиме.

Период дифракцион решетки выбир. таким, чтобы выполн. условие Брэгга для требуемой длинны волны.

Недостатки: В процессе работы могут меняться параметры решетки (нагрев, изм. Тока, влияние отраж) => изменение длинны волны. Данная проблема решается введением в структуру лазера фотодиода для контролиров. выхода термоэлектрич. Охладителя и схемы обратной связи.

С распределенными Брэгговскими отражателями. Имеет брегговскую решетку, расположенную в неактивной зоне.

Спектр излучения характеризуется кол-вом штрихов дифракционной решетки. Чем больше штрихов, тем больше интерференционных составляющих, тем уже спектр генерируемого излучения. Изменяя кол-во штрихов, можно получить одномодовый лазер.

С вертикальным резонатором и поверхностным излучением. В таких лазерах излучение направлено перпендикулярно p-n слою. Вертикальная структура состоит из ряда слоев p-типа, активная область и ряда слоев n-типа, которые располагаются на подножке. Сверху и снизу активного среза располагаются слои полупроводников с периодически изменяющейся величиной показателя преломления. Слои выполняют функции зеркал, излучения направлены вертикально вверх. Число слоев влияет на длину волны генерируемых излучения.

Основное преимущество в их технологичности, т.к. на одном типе можно расположить матрицу из лазеров, каждая из которых будет излучать на определённой длине волны, более того можно осуществлять стабилизацию параметров одновременно для всех устройств.