西安邮电大学：《光纤传输技术》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 有源器件技术

光纤传输技术 Fiber-Optic Communication Technology 2012/2013学年第二学期

光纤传输技术 2012/2013学年第二学期 Fiber-Optic Communication Technology

第四章 有源器件技术

第四章 有源器件技术

主要内容 一、光外调制器及光波导技术与器件 二、光放大器1：掺铒光纤放大器 三、光放大器2：光纤拉曼放大器

主要内容 一、光外调制器及光波导技术与器件 二、光放大器1：掺铒光纤放大器 三、光放大器2：光纤拉曼放大器

有源器件 ◇有源器件：本身会发生光电或电光转换的器件 激光器 光电检测器 光放大器 光调制器

有源器件 有源器件：本身会发生光电或电光转换的器件 激光器 光电检测器 光放大器 光调制器

光外调制 ◇内调制：直接改变半导体激光器的注入电流 来进行的，不适应于高调制速率系统。 ◇外调制：当功率恒定的激光束进入利用电光 效应、磁光效应、声光效应和其他效应制作 的光外调制器时，其输出端可以得到调制的 信号光。 LD 外调制器 调制的 信号光 调制信号

光外调制 内调制：直接改变半导体激光器的注入电流 来进行的，不适应于高调制速率系统。 外调制：当功率恒定的激光束进入利用电光 效应、磁光效应、声光效应和其他效应制作 的光外调制器时，其输出端可以得到调制的 信号光。 LD 外调制器 调制的 信号光 调制信号

电光调制器 ◇电光效应： 对于某些电光晶体，如磷酸二氢 钾(KDP)晶体、铌酸锂(LiTaO,)晶体、 砷化钾(GaAs)晶体等，当被施加电场时， 其折射率将发生微小的变化。 ◆泡科尔(Pockel's)效应：折射率的变化量 正比于外加电场强度 ◇克尔(KlI)效应：折射率的变化量正比于 外加电场强度的二次方 ◇电光波导调制器的工作机理基于泡科尔效应， 其形式和结构是多种多样的，有强度调制和 相位调制等

电光调制器 电光效应：对于某些电光晶体，如磷酸二氢 钾（KDP）晶体、铌酸锂（LiTaO3）晶体、 砷化钾（GaAs）晶体等，当被施加电场时， 其折射率将发生微小的变化。 泡科尔（Pockels）效应：折射率的变化量 正比于外加电场强度 克尔（Kell）效应：折射率的变化量正比于 外加电场强度的二次方 电光波导调制器的工作机理基于泡科尔效应， 其形式和结构是多种多样的，有强度调制和 相位调制等

相位调制的原理 偏振片xKDP电光晶体 功率恒定光 相位受到调制 输入光束 输出光束 ny no-2nor6sE: 3 n,=几+n63E: 2c

相位调制的原理 y z x z n n n r E n n n r E 63 3 2 0 1 0 63 3 2 0 1 0 = + = −   x Ez n r c L 63 3 0 2    = −

电光强度调制 起偏器x'电光晶体 检偏器 入射光波 输出调制光

电光强度调制

3 e,=4expijLow-%(m,-号 6E)z]} 2 ey Aexpifat-(no+ C rE. 2 A ee-3e- v2 π =242sin2 2

) ] } 2 exp{ [ ( ) ] } 2 exp{ [ ( 63 3 0 0 63 3 0 0 r E z n n c e A j t r E z n n c e A j t y z x z = − + = − −       ( 1) 2 ( ) 2 = + = − j t − j − j j t − j out e e A e e e A e    2 2 sin 2 2 0  I = A    V V r E L c n  = 63 z = 3 0

出 个 100 透射强度 时间 50 0 Vr 外加电压 调制电压