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    光电子器件在光纤通信中的应用

    来源:UC论文网2018-03-03 09:16

    摘要:

      摘要随着国民经济的不断增长,光纤通信技术的不断创新,通信网络行业发展得到了质的飞跃。光电子器件应用作为光纤通信发展过程的重中之重,是一个不可或缺的关键内部,直接关系到光纤通信技术各项功能的完善及光...

      摘要随着国民经济的不断增长,光纤通信技术的不断创新,通信网络行业发展得到了质的飞跃。光电子器件应用作为光纤通信发展过程的重中之重,是一个不可或缺的关键内部,直接关系到光纤通信技术各项功能的完善及光纤通信事业的稳定建设发展。光纤通信主要包括了三个环节,分別是光发送、光接收以及光传输,在各个工作环节?#20449;?#22791;了不同的光电子关键器件。本文将进一步对光电子器件在光纤通信中的应用展开?#27835;?#19982;?#25945;鄭?#26088;在为光纤通信事业的发展提供科学依据。


      【关键词】光电子器件光纤通信?#23548;?#24212;用


      当前是一个经济全球化的时代,我国光纤通信事业发展要与?#26412;?#36827;,跟上时代前进的脚步。现代人们生活无时无刻不再与信息数据打交道,基于大数据的背景环境下,光纤通信技术在整个通信行业领域开始占据主导地位,逐渐成为了社会信息快速传递的核心方式。技术人员通过将计算机技术与光纤通信技术相融合在一起,促使各种通信技术得以综合利用,大大方便了民众的生活与工作。一个完整的光纤通信系统除了必须具备传输主体和光纤,还需要配备各种光学元件及光电子器件,只有充分发挥出各种光电子器件的功能作用,才能保障光线通信系统的正常稳定运行,不断提高人们的网络通信质量和效率。


      1光线通信系统概述


      当前,光线通信系统的构成主要包括了三部分,?#30452;?#26159;光发送、光传输以及光接收。在光发送器中?#34892;?#37197;备了驱动器、光源和调制器等器件,其核心功能是把所需要传输的数据、视频以及语音等信号,通过电端机加到调制器上从而?#34892;?#20135;生调制好的光信号,同时将光信号耦合到光纤中去。而光传输部分则配备了中继器和光纤,如果是短距离通信系统,则该光纤通信系统无需设置中继器。


      在光纤通信系统中,广泛应用的元器件可以划分为两种类型,一?#36136;?#26080;源元器件,另一?#36136;?#26377;缘元器件。无源元器件主要包括了光耦合器、光衰减器、光隔离器以及光滤波器等,而有源元器件则包括了光源、光检测器以及放大器等。


      2光电子器件在光纤通信中的?#23548;?#24212;用


      2.1全波光纤在光纤通信中的应用


      光纤作为光纤通信中必不可缺的无源器件,其显著特征就是具有巨大宽带,?#36824;?#27867;的应用在网络通信领域中。在光纤通信市场上,为了?#34892;?#36866;应更长距离以及更大容量WDM系统的要求,技术人员开发研制除了一?#24535;哂写?#38754;积的光纤,最大值达到了72μm2,该种光纤能够承受较大的光功率,并?#19968;?#33021;?#25381;行?#35299;决非线性问题。其缺点是色散斜率偏大,通过对其进行进一步改进,当前光线通信市场上研制出了truewave光纤,其色散斜?#24335;?#23567;,是宽带WDM系统应用最为理想的传输介质。


      随着时间的推移,通信研究人员为了最大程度挖掘出光纤宽带的潜力,开始通过使用超纯光纤制造技术研制出低损耗光纤的第四、第五个串口,并?#21307;?#36825;几个窗口成功连接在一起,?#34892;?#26500;成了宽带为1.28-1.65nm的全波光纤,该光纤具有较大的通信容量,能够满足现代网络光带用户的各?#36136;?#25454;传输要求。


      2.2半导体激光器在光纤通信中的应用


      光信号发送器作为光纤通信系统的重要组成部分,如果不?#34892;?#37197;备光信号发送器,也就不会存在后续的信息输送。光源是光纤通信过程的信号发生器,其工作原理是通过将设备所接收到的各种电信号?#34892;?#36716;化为光信号。目前,在光纤通信市场上普遍应用的光源有半导体光源和发光二极管。该类光信号发送器最为显著的特点是体积小、使用灵活,能够实现载流子的成功注入,帮助工作人员控制发送器的?#23548;?#36755;出功率。


      激光二极管?#30452;?#20154;们简称为LD,其在有缘层的包裹材料使用中,同时涵盖了低折射率和宽带隙两方面内容。LD不但能够实现对注入有缘区域电信号的?#34892;?#38480;制,将其控制在规范区域内进行输出作业,还能?#25381;行?#20135;生波导现象。LD在光纤通信中的应用,能够最大化降低光场的?#23548;?#25439;耗,并且实现?#28304;?#36755;电信号和光场的双重科学控制。促使光源的输出在发射阶段就把损耗降低至最小值,从而确保激光器的输出阀值不会变大。


      2.3光放大器在光纤通信中的应用


      光放大器主要包括了半导体光放大器以及各种掺杂的光纤放大器,比如常见的非线性光放大器、掺镨光纤放大器机氟化物掺铒光纤发达器等。


      半导体光放大器可以划分为两种类型,一?#36136;?#34892;波放大器,另一?#36136;荈-P谐振放大器。当前在光纤通信市场上普遍应用的是行波放大器,如图1所示为半导体激光器的两个解理面上镀上增?#25913;?#23601;形成了TWLA。由于TWLA对所使用的增?#25913;?#20855;有较高的要求,通常要求其发射?#26102;?#39035;不超过0.1%,因此,市场上开始发展起了倾斜条形结构和?#35813;?#31383;区结构来降?#25237;?#38754;的光反馈。


      SOA通过?#34892;?#20351;用应变量子阱结构,能够最大程度提高输出功率、小信号增益以及噪声指数等性能。与?#36865;保?#30740;究人员通过改变半导体材料的构成成分,能?#25381;行?#22312;1300-


      1600nm的一个特定波长范围内获得信号增益。SOA最为显著特征就是结构较为简单,可实现大批?#21487;?#20135;、生产成本?#31995;汀?#20351;用寿命长以及消耗功能小等,并且方便于与其他光电子器件一块集成,从而?#36824;?#27867;应在在波长变换器中。SOA自身的FWM还能够适用在超长距离光纤传输系统的色散补偿上,研究人员通过充分发挥出SOA的非线性功能作用,可?#26434;行?#23454;现光的再生、放大以及整形。


      3结束语


      综?#32420;?#36848;,现代光纤通信事业的建设发展离不开新型光电子器件的研制应用。因此,国家相关政府部门要加强与社会通信企业的合作与交流,共同大力发展光纤通信事业,加强对光电子器件的开发研制工作,深入研究?#27835;?#20809;电子技术,?#34892;?#25512;动我国光纤通信技术稳定?#20013;?#30340;发展。


       参考文献 

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      作者简介?#20309;?#35775;(1976-),女,湖北省武汉市人。大学本科学历。现为武汉职业技术学院电信学院副教授。研究方向为光电子信息技术,通信技术。 作者单位 ,武汉职业技术学院电信学院 湖北省武汉市 430074 

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