13.1激光器簡介

在光纖通信系統中，光發送機的作用是將電信號轉變為光信號，并有效地把光信號送入傳輸光纖。光發送機的核心是光源及其驅動電路。光纖 通信系統對光源的要求主要有：

(1）調制容易、線性好、帶寬大；

(2）輸出譜窄，以降低光纖色散的影響；

(3）輻射角小，與光纖的藕合效率高；

能滿足上述要求且已廣泛應用于光纖通信系統中的有兩種半導體光源：發光二極管(LED）和激光二極管（LD）。這兩種光源的主要區別在于LED輸出為非相干光，其譜寬寬，入纖功率小，調制速率低；而LD是相干光輸出，譜寬窄，入纖功率大，調制速率高。因此，前者適用于短距離低速系統，后者適用于長距離高速率系統。

發光二極管LED和激光二極管LD的主要特性有

(l)P-I特性

輸出光功率P與偏置電流I的關系。LED是非閩值器件，發光功率隨工作電流增大而增大，并在大電流時逐漸飽和。



LD的P-I特性由A,B兩段組成，B線的延長線與橫軸的交點對應的電流為閩值電流Ith，當工作電流大于Ith時產生激光輸出。LD的Ith對工作溫度是十分敏感的，隨著工作溫度的提高，P-I特性曲線向右移動，閡值電流增大，斜率減小。



在光纖通信系統中，信息由LED或LD發出的光波所攜帶，光波就是載波。把信息加載到光波上的過程就是調制。按調制方式與光源關系來分，有直接調制和外調制兩種。前者指直接用電調制信號來控制半導體光源的振蕩參數（光強，頻率等），這種方式又稱為內調制；后者是讓光源輸出的幅值與頻率恒定的光通過光調制器，光信號通過調制器實現對光載波的幅度、頻率及相位等進行調制。光源直接調制的優點是簡單，但調制速率受到載流子壽命及高速率下的性能退化的限制（如頻率凋啾等）。外調制需要調制器，結構復雜，但可獲得優良的調制性能，尤其適用于高速率。