光电子技术课件3.5直接调制.ppt

3.5 直接调制直接调制 直接调制直接调制(内调制内调制)主要是把要传递的信息转变为电主要是把要传递的信息转变为电流信号注入半导体光源（半导体激光器流信号注入半导体光源（半导体激光器LD或半导体发或半导体发光二极管光二极管LED），从而获得调制的光信号是目前光纤），从而获得调制的光信号是目前光纤通信系统普遍采用的实用化调制方法通信系统普遍采用的实用化调制方法1. 半导体激光器（半导体激光器（LD）直接调制的原理）直接调制的原理10500 50 100 It 150 200驱动电流驱动电流(mA)输输出出功功率率(mW)图图3-20 半导体激光器的输出特性半导体激光器的输出特性10080604020850 950 1050波波长长( m)相相对对辐辐射射强强度度(%)高于阈值高于阈值低于阈值低于阈值图图3-21 半导体激光器的光谱特性半导体激光器的光谱特性3.5 直接调制直接调制为为了了获获得得线线性性调调制制，使使工工作作点点处处于于输输出出特特性性曲曲线线的的直直线线部部分分，必必须须在在加加调调制制信信号号电电流流的的同同时时加加一一适适当当的偏置电流的偏置电流Ib，以使输出的光信号不失真。

以使输出的光信号不失真图图3-22 半导体激光器调制半导体激光器调制输输出出功功率率直流偏置直流偏置调制信号调制信号输出光强信号输出光强信号ttt(b) 调制特性曲线调制特性曲线IbCLLD调制信号调制信号直流偏置直流偏置(a) 驱动电路驱动电路3.5 直接调制直接调制2.半导体发光二极管（半导体发光二极管（LED）的调制特性）的调制特性LED与与LD的主要区别的主要区别在于它没有谐振腔，是自发辐在于它没有谐振腔，是自发辐射，不存在阈值，它的输出光功率不像半导体激光器射，不存在阈值，它的输出光功率不像半导体激光器那样会随注入电流的变化而发生突变，因此，那样会随注入电流的变化而发生突变，因此，LED的的PI特性曲线的线性比较好特性曲线的线性比较好LD2LD1LED1LED2LED3LED4I(mA)Pout(mW)16141210864200 100 200 300 400图图3-23 LED与与LD 的的Pout-I曲线比较曲线比较3.5 直接调制直接调制和和LD一一样样，LED需要加偏置需要加偏置电电流流Ib，使其工作点，使其工作点处处于于LED的的P-I特性曲特性曲线线的直的直线线段。

段 LEDUb+EcIc已调光波已调光波(a) 驱动电路驱动电路PoutItIc(b) LED工作特性工作特性图图3-24 模拟信号驱动电路光强度调制模拟信号驱动电路光强度调制 3.5 直接调制直接调制3.半导体光源的模拟调制半导体光源的模拟调制 前面所述均为模拟调制前面所述均为模拟调制，无论是使用，无论是使用 LD或或LED作作光源，为了使输出信号不发生畸变，都必须加直流光源，为了使输出信号不发生畸变，都必须加直流偏置模拟调制的线性好坏与调制深度偏置模拟调制的线性好坏与调制深度m有关：有关：m大，则调制幅度大，但线性差，而大，则调制幅度大，但线性差，而m小，则线性好，小，则线性好，但调制幅度小故要综合考虑但调制幅度小故要综合考虑 输输出出功功率率直流偏置直流偏置调制信号调制信号输出光强信号输出光强信号ttt 调制特性曲线调制特性曲线Ib3.5 直接调制直接调制4.半导体光源的脉冲编码数字调制半导体光源的脉冲编码数字调制 如如前前述述，脉脉冲冲编编码码数数字字调调制制是是用用编编码码脉脉冲冲（二二进进制信号制信号“1”和和“0”）对光源发出的光波进行调制对光源发出的光波进行调制 由由于于编编码码脉脉冲冲只只有有两两个个态态（1和和0），所所以以即即使使有有一一定定的的失失真真，对对传传输输准准确确性性也也没没有有影影响响. 但但对对LD光光源源，仍加一定的偏置，使仍加一定的偏置，使LD工作于受激发射状态。

工作于受激发射状态PoutIbIDt tI(a) 加加Ib后后LD数字调制特性数字调制特性OPoutIOt(b) LED数字调制特性数字调制特性。