21世纪通信教材《光纤通信原理》PPT_第06章 光电检测器与光接收机

第六章光电检测器与光接收机 61光电检测 62光电检测的特性指标 63光接做极 6.4米线收机的娱声 6.5光接收机的灵敛度 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

第六章 光电检测器与光接收机 6.1 光电检测器 6.2 光电检测器的特性指标 6.3 光 接 收 机 6.4 光接收机的噪声 6.5 光接收机的灵敏度

61光电检测器 611PIN光电二极管 由于受激辐射仅仅发生在PN结附近, 远离PN结的地方没有电场存在,因此就决 定了PN光电二极管( pn Photodiode, PNPD或PN光电检测器的光电变换效率非 常低下及响应速度很慢。 1.PN光电二极管的结构 PIN光电二极管( PINPD)的结构如图 6.1所示。 人民邮电出版也 点专此处结束放殃 4合

6.1 光电检测器 6.1.1 PIN 由于受激辐射仅仅发生在PN结附近， 远离PN结的地方没有电场存在，因此就决 定 了 PN 光电二极管 ( PN Photodiode， PNPD)或PN光电检测器的光电变换效率非 常低下及响应速度很慢。 1. PIN PIN光电二极管(PINPD)的结构如图 6.1所示

E 人民邮电出版社图6P类极管的结构 4合

图6.1 PIN光电二极管的结构

2.PIN光电二极管的工作原理 当光照射到PIN光电二极管的光敏面 上时,会在整个耗尽区(高场区)及耗尽 区附近产生受激辐射现象,从而产生电子 空穴对。 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

2. PIN 当光照射到PIN光电二极管的光敏面 上时，会在整个耗尽区（高场区）及耗尽 区附近产生受激辐射现象，从而产生电子 空穴对

6,1.2雪崩光电二极管 雪崩光电二极管应用光生载流子在其 耗尽区(高场区)内的碰撞电离效应而获得 光生电流的雪崩倍增。 1.雪航光电二极管的结构 常用的APD结构包括拉通型APD和保 护环型APD,如图62所示。由于要实现电 流放大作用需要很高的电场,因此只能在 图中所示的高场区发生雪崩倍增效应。 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

6.1.2 雪崩光电二极管应用光生载流子在其 耗尽区(高场区)内的碰撞电离效应而获得 光生电流的雪崩倍增。 1. 常用的APD结构包括拉通型APD和保 护环型APD，如图6.2所示。由于要实现电 流放大作用需要很高的电场，因此只能在 图中所示的高场区发生雪崩倍增效应

E E 高场区 高场区 (a)拉通型APD (b)保护环型APD 图62APD的结构 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

图6.2 APD的结构

2.雪崩倍增原理 APD的雪崩倍增原理为:当入射光照 射在APD的光敏面上时,由于受激吸收原 理会产生电子空穴对(这里我们称之为一次 电子空穴对) 3.APD的工作原理 当光照射到APD的光敏面上时,由于 受激吸收而在器件内产生出一次电子空穴 对 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

2. APD的雪崩倍增原理为：当入射光照 射在APD的光敏面上时，由于受激吸收原 理会产生电子空穴对(这里我们称之为一次 电子空穴对)。 3. APD 当光照射到APD的光敏面上时，由于 受激吸收而在器件内产生出一次电子空穴 对

62光电检测器的特性指标 心6,2,1光电检测器的工作特性 1.碗应度 在一定波长的光照射下,光电检测器 的平均输出电流与入射的平均光功率之比 称为响应度(或响应率)。响应度可以表示 如下: 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

6.2 光电检测器的特性指标 6.2.1 光电检测器的工作特性 1. 在一定波长的光照射下，光电检测器 的平均输出电流与入射的平均光功率之比 称为响应度(或响应率)。响应度可以表示 如下：

O pP 式中:为光生电流的平均值(单位: A);P为平均入射光功率值(单位:w) 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

式中：Ip为光生电流的平均值(单位： A)；P为平均入射光功率值(单位：W)

2.星子效率 响应度是器件在外部电路中呈现的宏 观灵敏特性,而量子效率是器件在内部呈 现的微观灵敏特性。量子效率定义为通过 结区的载流子数与入射的光子数之比,常 用符号表示: 通过结区的光生载流数p/e =入射到器件上的光子数P/h 人民邮电版社 点专此处结束放殃 4合

2. 响应度是器件在外部电路中呈现的宏 观灵敏特性，而量子效率是器件在内部呈 现的微观灵敏特性。量子效率定义为通过 结区的载流子数与入射的光子数之比，常 用符号η表示：