哈呋式光缆接续盒

哈呋式光缆接续盒这就是为什么PN结具有单向导电性。e3,同质结和异质结早期研制的半导体激光器和发光二较管一般采用同质结构。所谓同质结就是在PN结的两边使用相同的半导体材料采用同质结结构的激光器或发光二较管存。对光波的限制不完善,这是因为同质结激器中P-GaAs和N-GaAs除掺人的杂质外,基本材料都是GaAs,由于P-GaAs和N-GaAs这两者折射率差别不大,这种情况,相当于光纤中的纤芯和包层的折射率相差不大的情形,即是弱导波情况。因而同质结的这两个材料边界的导波作用不大,从而有相当的光波进入无源区(所谓无源区是不满足粒子数反转的区域,而有源区是满足粒子数反转分布能够发光的区域),这对输出光波来讲就是一种损耗。

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(2)对载流子的限制不完善,当外加正偏压后,注入的电子进入N区后还要向P区扩散;注入的空穴进入P区后还要向N区扩散。这种情况使有源区变宽了,要在较宽的区域内产生激光,显然需要更大的阈值电流。其中因此,为了降低同质结半导体激光器的阈值电流,就要从上述两个方面来进行改进。改进的方法就是采用异质结结构,目前广泛采用双异质结结构。而光子数目又等于受激电子数目N乘以内部量子效率n。这样就可以得到公式游另一方面,每秒电子数目乘以元电荷c(电子电量)就构成了电流。双异质结(DH)是窄带隙有源区(GaAs)材料被夹在宽带隙的材料(GaAlAs)之间构双异质结构的导带上出现了一个向上的“台阶”,这个“台阶”阻止了电子向P区扩散;同时,在价带上出现了一个向下的“台阶”,这个“台阶”对空穴形成一个位垒,从而阻止了价带中的空穴向左侧逸出,亦即限制了空穴从有源区P-GaAs向N区扩散。

哈呋式光缆接续盒内部结构

这样,双异质结激光器就在有源区的两侧分别限制了电子从右侧,空穴从左侧逸出。此外,由于所加异质材料N-GaAlAs的折射率也低于有源区材料P-GaAs的折射率,故按照前面的分析,N-GaAIAs与P-GaAs的边界也有导波作用,这个作用从左侧限制了光波的射出。从而,双异质结激光器的有源区两侧边界都对光波进行了限制综上两个方面所述,由于双异质结激光器在有源区两侧,既限制了载流子,又限制了光波,故它的光强分布基本被约束在有源区,而且阈值电流大大降低,实现了预期的目的。发光二较管又称LED,它的使用已经有四十多年的历史了,它们被广泛应用在各类电子设备中,也是光纤通信中经常使用的光源。它的优点在于较小的尺寸和较长的使用寿命。

但它也具有发光亮度低,光谱宽等缺陷,故发光二较管(LED)通常使用在低速、短距离光通信系统。发光二较管是非相干光源,是无阈值器件,它的基本工作原理是自发辐射1.LED的结构和工作原理LED通常采用双异质结芯片,把有源层夹在P型和N型限制层中间,如前所述这是因为同质结构的LED存在着两个缺点:区太发散,导致装置的效率很低;产生的光束太宽,导致光耦合效率太低。采用双异质结构可以增加光辐射的效率并更好地限制辐射光LED的基本工作原理是光的自发辐射。正向电压V提供的外加能量激发了处光输出于导带的电子和空穴进入耗尽区并且发生复合,促使发光三较管LED产生了能量:N-AlGaL-A与普通二较管以热能的方式释放能量不同,LED将大部分产生的能量以可见光的方式P-GaAs释放出来通常,用内部量子效率来衡量受激电子中产生光子的电子的比例,这样可以对输出的光功率进行定量的描述。

光功率P是指每秒发光的能量,它等于光子数目乘以单个光子的能量E2。古代用“烽火台”启动紧急信号,欧洲人用旗语传送信息,这些都可以看做是原始形式的光通信。望远镜的出现,又较大地延长了这种目视光通信的距离,1880年,美国人贝尔(Be)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”,这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流,传送到受话器。由于当时没有理想的光源和传输介质,这种光电话的传输距离很短,并没有实际应用价值,因而进展很慢。然而,光电话仍是一项伟大的发明,它证明了用光波作为载波传送信息的可行性。

因此,可以说贝尔光电话是现代光通信的雏形。1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了较好台红宝石激光器,给光通信带来了新的希望,和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性较好,亮度较高,以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后,氮氖(He-Ne)激光器、二氧化碳(CO2)激光器先后出现,并投人实际应用。激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段在这个时期,美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信试验。实验证明:用承载信息的光波,通过大气的传播,实现点对点的通信是可行的,但是通信能力和质量受气候影响十分严重。

由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散射,光波能量衰减很大。例如,暴雨能造成3~12dB/km的衰减,浓雾衰减高达60~200dB/km。另一方面,大气的密度和温度不均匀,造成折射率的变化,使光束位置发生偏移。因而通信的距离和稳定性都受到较大的限制,不能实现“全天”通信。虽然,固体激光器的发明大大提高了发射光功率,延长了传输距离,使大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用,但是大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。为了克服气候对激光通信的影响,人们自然想到把激光束限制在特定的莖间丙传因而提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统,透镜波导是在金属管内每隔一定距离安装一个透镜,每个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。

反射镜波导和透镜波导相似,是用与光束传输方向成45°角的两个平行反射镜代替透镜而构成的、这两种波导,从理论上讲是可行的,但在实际应用中遇到了不可克服的困难。首先,现场施工中校准和安装十分复杂;其次,为了防止地面活动对波导的影响,必须把波导深埋或选择在人由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质,对光通信的研究曾一度走入了低谷车非常少的地区使用。介质新概念的,指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径,莫定了现代光通信一光纤通信的基础。当时石英纤维的损耗高达1000dB/km以上,高银等人指出:这样大的损耗不是石英纤维本身固有的特性,而是由于材料中的杂质,例如过渡金属(Fe、Cu等)离子的吸收产生的。