Светоизлучающие диоды

Волоконно-оптические линии связи. Источники излучения».

Выполнила: Каральская А.С. группа 6095/11

Преподаватель: Захарова И.Б.

Санкт-Петербург

2012г.

Введение

Линия волоконно-оптической связи состоит из источника света, или передатчика, объединенного с детектором света, или приемником, секциями оптоволоконного кабеля, соединенными с помощью оптических разъемов и сростков.

Современные источники света, или передатчики, состоят из интегральных схем и лазерных диодов (ЛД) или светоизлучающих диодов (СИД). Их

излучение модулируется с помощью отдельных интегральных схем, которые

в настоящее время в большинстве своем заменили используемые раньше

оптические передатчики, собранные из дискретных электрических компонентов и электрооптических устройств. Сегодня на сцену вышли СБИС, чтобы удовлетворить еще более высоким скоростям и повысить надежность. На рис.1 приведена упрощенная блок-схема волоконно-оптического передатчика.

Рис.1. Упрощенная блок-схема волоконно-оптического передатчика.

Существуют два основных типа источников света, применяемых в ВОСП: СИД и ЛД.

Светоизлучающие диоды

Светоизлучающие диоды — СИДы, используемые в связи, излучают

свет в близкой ИК области. Они недороги, по сравнению с большинством

лазеров. Первоначально СИДы использовались с многомодовым волокном,

учитывая, что они излучали свет в широком конусе, который мог быть захвачен эффективно только многомодовым волокном, имеющим большую числовую апертуру.

СИД в самом простейшем случае является диодом с р-п гомопереходом, смещенным в прямом направлении. Рекомбинация пар электрон-дырка в обедненной зоне генерирует свет. Часть его выходит из диода и может быть собрана и направлена в оптоволокно.

Излучаемый свет некогерентен, имеет достаточно широкий спектр (30-60 нм) и излучается в конусе под относительно большим углом. Структура СИДа может быть классифицирована как структура с излучающей поверхностью или с излучающим срезом, в зависимости от того, излучает ли СИД свет из поверхности, параллельной плоскости перехода, или из среза области перехода. На рис.2. показана конструкция этих двух типов СИДа. Оба типа могут быть сформированы путем использования либо р-п гомоперехода, либо гетероструктуры, в которой активная область окружена слоями подложки р- и n -типов. Диод на основе гетероструктуры обладает лучшими характеристиками. Он обеспечивает управление во всей области эмиссии и позволяет устранить внутреннюю абсорбцию, благодаря прозрачности слоев подложки. Такой СИД очень неэффективен. Даже при надлежащем проектировании, поверхностно излучающий диод может собрать в оптоволокно не более 1% генерируемой внутри мощности.

Рис.2. Поперечный разрез СИДа с излучающей поверхностью (а) и СИДа с

излучающим срезом (б)