Volokonno_optuchn_l1njj

4.1.2. Лазерні діоди (лд)

Принциповою відмінністю лазерного світлодіода від простого світлодіода є наявність у нього вбудованого резонатора, що дозволяє при перевищенні певної величини струму (пороговому струмові) отримати режим індукованого випромінювання, яке характеризується високим ступенем когерентності.

Отже, ЛД працює при більших струмах накачування, ніж СД водночас має значно меншу ширину спектра випромінювання.

Рис.4.1.3. Залежність потужності СД і ЛД від струму накачування:

1 – лазерний діод; 2 – світлодіод

алежність потужності випромінювання від струму накачування описується ват-амперною характеристикою ЛД. При малих струмах накачування лазер характеризується малим спонтанним випромінюванням (див. рис. 4.1.3). При перевищенні деякого порогового струму накачування потужність випромінювання починає різко зростати та воно стає когерентним. Тому для забезпечення нормальної роботи ЛД у динамічному режимі необхідне початкове зміщення робочої точки постійним струмом, який приблизно дорівнює , в точку трохи правіше цього значення. У протилежному випадку потужність випромінювання та швидкодія ЛД значно зменшаться, а ширина спектра випромінювання суттєво розшириться.

Нахил ват-амперної характеристики за точкою характеризує диференціальну квантову ефективність . Типові значення цієї величини складають 0.1-0.2 мВт/мА, а пороговий струм лежить у межах 10-100 мА.

Для ЛД характерна залежність та від температури. З ростом температури пороговий струм зростає, а падає. Зміна температури призводить також до зміни довжини хвилі випромінювання.

Для зменшення залежності характеристик ЛД від температури застосовують спеціальні заходи по стабілізації температури ЛД, наприклад, за допомогою елементів (мікрохолодильників) Пелтьє.

Для характеристики потужності випромінювання ЛД використовують не тільки традиційні (мВт, мкВт) а й специфічні одиниці (децибел-міліват (дБм)):

[мВт]. (4.1.1)

Ця одиниця характеризує рівень потужності порівняно з 1 мВт. Наприклад, 1мВт відповідає 0 дБм; 50 мкВт відповідає –13 дБм. Використання такої одиниці викликане тим, що її застосування спрощує енергетичні розрахунки бюджету ліній.

Звичайно потужність випромінювання, яка наводиться в характеристиках оптичних передавачів, може варіювати в певному діапазоні. У таких випадках вказують діапазон потужності випромінювання. Наприклад, запис –19/–14 дБм означає, що –19 дБм, а –4 дБм.

Смуга пропускання волокна обернено пропорційна ширині спектра випромінювання, що проходить через ОВ. Природно, що ця величина пов’язана із шириною спектра випромінювання джерела. Так, наприклад, якщо 4 нм смуга пропускання на 100 км складає 63 МГц, а при 0.2 нм 1260 МГц.

Найбільше розповсюдження отримали такі типи ЛД:

ЛД із резонаторами Фабрі-Перо (Фабрі-Перо-лазер);

ЛД із розподіленим оберненим зв’язком (РОЗ-лазер (РОС – російською));

ЛД із розподіленим брегівським відбиванням (РБВ-лазер (РБО – російською));

ЛД із зовнішнім резонатором.

Содержание