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    光電子器件在光纖通信中的應用

    來源:UC論文網2018-03-03 09:16

    摘要:

      摘要隨著國民經濟的不斷增長,光纖通信技術的不斷創新,通信網絡行業發展得到了質的飛躍。光電子器件應用作為光纖通信發展過程的重中之重,是一個不可或缺的關鍵內部,直接關系到光纖通信技術各項功能的完善及光...

      摘要隨著國民經濟的不斷增長,光纖通信技術的不斷創新,通信網絡行業發展得到了質的飛躍。光電子器件應用作為光纖通信發展過程的重中之重,是一個不可或缺的關鍵內部,直接關系到光纖通信技術各項功能的完善及光纖通信事業的穩定建設發展。光纖通信主要包括了三個環節,分別是光發送、光接收以及光傳輸,在各個工作環節中配備了不同的光電子關鍵器件。本文將進一步對光電子器件在光纖通信中的應用展開分析與探討,旨在為光纖通信事業的發展提供科學依據。


      【關鍵詞】光電子器件光纖通信實踐應用


      當前是一個經濟全球化的時代,我國光纖通信事業發展要與時俱進,跟上時代前進的腳步。現代人們生活無時無刻不再與信息數據打交道,基于大數據的背景環境下,光纖通信技術在整個通信行業領域開始占據主導地位,逐漸成為了社會信息快速傳遞的核心方式。技術人員通過將計算機技術與光纖通信技術相融合在一起,促使各種通信技術得以綜合利用,大大方便了民眾的生活與工作。一個完整的光纖通信系統除了必須具備傳輸主體和光纖,還需要配備各種光學元件及光電子器件,只有充分發揮出各種光電子器件的功能作用,才能保障光線通信系統的正常穩定運行,不斷提高人們的網絡通信質量和效率。


      1光線通信系統概述


      當前,光線通信系統的構成主要包括了三部分,分別是光發送、光傳輸以及光接收。在光發送器中有效配備了驅動器、光源和調制器等器件,其核心功能是把所需要傳輸的數據、視頻以及語音等信號,通過電端機加到調制器上從而有效產生調制好的光信號,同時將光信號耦合到光纖中去。而光傳輸部分則配備了中繼器和光纖,如果是短距離通信系統,則該光纖通信系統無需設置中繼器。


      在光纖通信系統中,廣泛應用的元器件可以劃分為兩種類型,一種是無源元器件,另一種是有緣元器件。無源元器件主要包括了光耦合器、光衰減器、光隔離器以及光濾波器等,而有源元器件則包括了光源、光檢測器以及放大器等。


      2光電子器件在光纖通信中的實踐應用


      2.1全波光纖在光纖通信中的應用


      光纖作為光纖通信中必不可缺的無源器件,其顯著特征就是具有巨大寬帶,被廣泛的應用在網絡通信領域中。在光纖通信市場上,為了有效適應更長距離以及更大容量WDM系統的要求,技術人員開發研制除了一種具有大面積的光纖,最大值達到了72μm2,該種光纖能夠承受較大的光功率,并且還能夠有效解決非線性問題。其缺點是色散斜率偏大,通過對其進行進一步改進,當前光線通信市場上研制出了truewave光纖,其色散斜率較小,是寬帶WDM系統應用最為理想的傳輸介質。


      隨著時間的推移,通信研究人員為了最大程度挖掘出光纖寬帶的潛力,開始通過使用超純光纖制造技術研制出低損耗光纖的第四、第五個串口,并且將這幾個窗口成功連接在一起,有效構成了寬帶為1.28-1.65nm的全波光纖,該光纖具有較大的通信容量,能夠滿足現代網絡光帶用戶的各種數據傳輸要求。


      2.2半導體激光器在光纖通信中的應用


      光信號發送器作為光纖通信系統的重要組成部分,如果不有效配備光信號發送器,也就不會存在后續的信息輸送。光源是光纖通信過程的信號發生器,其工作原理是通過將設備所接收到的各種電信號有效轉化為光信號。目前,在光纖通信市場上普遍應用的光源有半導體光源和發光二極管。該類光信號發送器最為顯著的特點是體積小、使用靈活,能夠實現載流子的成功注入,幫助工作人員控制發送器的實際輸出功率。


      激光二極管又被人們簡稱為LD,其在有緣層的包裹材料使用中,同時涵蓋了低折射率和寬帶隙兩方面內容。LD不但能夠實現對注入有緣區域電信號的有效限制,將其控制在規范區域內進行輸出作業,還能夠有效產生波導現象。LD在光纖通信中的應用,能夠最大化降低光場的實際損耗,并且實現對傳輸電信號和光場的雙重科學控制。促使光源的輸出在發射階段就把損耗降低至最小值,從而確保激光器的輸出閥值不會變大。


      2.3光放大器在光纖通信中的應用


      光放大器主要包括了半導體光放大器以及各種摻雜的光纖放大器,比如常見的非線性光放大器、摻鐠光纖放大器機氟化物摻鉺光纖發達器等。


      半導體光放大器可以劃分為兩種類型,一種是行波放大器,另一種是F-P諧振放大器。當前在光纖通信市場上普遍應用的是行波放大器,如圖1所示為半導體激光器的兩個解理面上鍍上增透膜就形成了TWLA。由于TWLA對所使用的增透膜具有較高的要求,通常要求其發射率必須不超過0.1%,因此,市場上開始發展起了傾斜條形結構和透明窗區結構來降低端面的光反饋。


      SOA通過有效使用應變量子阱結構,能夠最大程度提高輸出功率、小信號增益以及噪聲指數等性能。與此同時,研究人員通過改變半導體材料的構成成分,能夠有效在1300-


      1600nm的一個特定波長范圍內獲得信號增益。SOA最為顯著特征就是結構較為簡單,可實現大批量生產、生產成本較低、使用壽命長以及消耗功能小等,并且方便于與其他光電子器件一塊集成,從而被廣泛應在在波長變換器中。SOA自身的FWM還能夠適用在超長距離光纖傳輸系統的色散補償上,研究人員通過充分發揮出SOA的非線性功能作用,可以有效實現光的再生、放大以及整形。


      3結束語


      綜上所述,現代光纖通信事業的建設發展離不開新型光電子器件的研制應用。因此,國家相關政府部門要加強與社會通信企業的合作與交流,共同大力發展光纖通信事業,加強對光電子器件的開發研制工作,深入研究分析光電子技術,有效推動我國光纖通信技術穩定持續的發展。


       參考文獻 

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      [3]劉儉輝,丁永奎,賈東方,李世忱.Tbit/s超大容量光纖通信系統的研究進展[J].光學技術,2015(04):65-68. 

      作者簡介:魏訪(1976-),女,湖北省武漢市人。大學本科學歷。現為武漢職業技術學院電信學院副教授。研究方向為光電子信息技術,通信技術。 作者單位 ,武漢職業技術學院電信學院 湖北省武漢市 430074 

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