光通信基础--秦浩剖析

E0expgL R1R2 expint Lexp2 jkL E0
R1R2
可以写成
exp
1 2
ln
R1R2
exp
百度文库
gLexp
1 2
ln
R1R2
exp
int
L
exp
2
jk
L
1
由此得到：
exp
gLexp
1 2
ln
R1R2
exp
int
L
1
(激光器起振的阈值条件)
2kL 2m
(激光器起振的相位条件)
这时的增益称为阈值增益，用 gth 表示
由激光器起振的阈值条件：
gth
int
1 2L
ln
1 R1R2
int
mir
cav (阈值条件)
由激光器起振的相位条件 2kL 2m
得，
m
mc (即： m
2nL
2nL )。 m 就
是第 m 个纵模的频率。这里， k 2n 2n 。
c
考虑材料色散后，
m
mc 2ng L
(即： m
2ng L )
三能级系统
四能级系统
光学谐振腔
工作物质
全反射镜
谐振腔的作用：
（1）维持光振荡，起到光放大作用。 （2）使激光产生极好的方向性。 （3）使激光的单色性好。
部分反射镜
维持振荡时，光波在腔内一个来回，其状态应该保持不变。即光波 在腔中往返一次后其强度和相位应保持不变。
E0expgL R1R2 expint Lexp2 jkL E0
3.2.1光接收机
工作过程分前段阶段、线性通道阶段和数据恢复阶段
光电二极管
3.2.3光纤
3.2.1光发射机
半导体材料中光与物质相互作用的三种基本过程
玻耳兹曼规律：
Ek E2
粒子数反转
nk e kT E1
产生激光的必要条件：实现粒子数反转。
粒子数反转的三要素：泵浦源、增益介质和反馈镜
增益介质可以是自然界的固体、气 体或液体； 泵浦源可以是电的、光的或化学的；
法布里-拜罗激光器：偏置电流流 向p-n结，促使电子和空穴符合， 从而发射出光子
第3章 光通信基础
秦浩
主要内容
3.2
主要的光学器件
3.3
噪声源
3.4
3.5
信道损耗 传输系统性能估计与系统设计
3.2主要的光学器件
光发射
1
机
光接收
2
机
3 光纤
光放大
4
器
其他光
5
器件
典型光网络及其相关的主要光器件
波分复用：用相互独立的电比特流调制不同波长的光载波 光分插复用器：随时增加或减少若干波长实现灵活通信 光交叉连接器：控制不同波长信道之间的信息交换
模式间隔： L c 2ng L 相邻纵模之间的间隔被称为自由频谱范围
分布反馈激光器
为了提高输出光的相干性和激光器的调制 速度，采用分布反馈激光器。 核心思想：选择一个有效的纵模去阻止其 他模式的影响，通过引进布拉格光栅实现。
有时在激光器的两边形成Bragg光栅。这 是DFB半导体激光器的变种，称为分布 Bragg反射器(distributed Bragg reflector, DBR)半导体激光器。