通信用光器件讲解：LED特性与半导体光源应用

"推选通信用光器件-3PPT资料.ppt" 本文将深入探讨通信用光器件中的重要组成部分——发光二极管(LED)及其性能特性，以及它们在通信系统中的应用。LED的工作原理是基于正向偏置电压下注入电流产生的自发辐射发光。其光电特性与电流、温度等因素密切相关。 1. LED的P-I特性 LED的输出功率与注入电流之间的关系通常表现为P-I特性曲线。随着电流的增加，输出功率也相应增大。然而，这种增长并非线性，且受到温度的影响。例如，在不同温度下（如25℃、70℃），相同电流下的输出功率会有所不同，温度升高会导致输出功率降低。 2. 频率特性 LED的频率响应受到少数载流子（电子）寿命τe的影响，其截止频率fc定义为1/(2πτe)。调制频率f越高，LED的输出光功率P(f)减小，调制带宽受限于截止频率。LED的频率响应曲线显示了τe与fc的关系，表明可以通过增加工作电流来缩短τe，从而提高截止频率。 3. 半导体光源的一般性能与应用 - LED通常与多模光纤耦合，适用于小容量、短距离的通信系统（如1.3μm或0.85μm波长）。由于LED的发光面积较大和光束辐射角宽，与多模光纤耦合能提高效率并增加入纤功率。 - 半导体激光器(LD)则常与单模光纤耦合，用于大容量、长距离的通信系统（如1.3μm或1.55μm波长）。其具有更窄的谱线宽度和更高的调制带宽，能提供更好的信号质量。 - 分布反馈激光器(DFB-LD)特别适合超大容量的新型光纤系统，它们可能需要与特定设计的单模光纤耦合以实现最佳性能。 表3.1列出了LED和LD的一般性能参数，包括工作温度范围、寿命、辐射角、调制带宽、入纤及输出功率、工作电流、阈值电流等。这些参数对于选择和优化通信系统中的光器件至关重要。 通信用光器件，尤其是LED和LD，是现代光纤通信系统的基础。理解其性能特性和应用条件对于设计高效、可靠的通信网络具有重要意义。在实际应用中，需要根据系统需求选择合适的器件，并考虑环境因素如温度对器件性能的影响，以确保通信系统的稳定性和可靠性。