6.4.3. Лазерный диод с внешним резонатором. 6. Передающие оптоэлектронные модули

Лекции по Компонентам ВОЛТ   

6. Передающие оптоэлектронные модули

6.4.3. Лазерный диод с внешним резонатором

В ЛД с внешним резонатором (EC лазер) (рис.24) один или оба торца покрываются слоем, уменьшающим отражение, и одно или два зеркала ставятся вокруг активной области полупроводниковой структуры. Антиотражающее покрытие уменьшает коэффициент отражения примерно на 4 порядка, в то время как другой торец активного слоя отражает до 30 % светового потока благодаря Френелевскому отражению. Зеркало, как правило, совмещает функции дифракционной решетки. Для улучшения обратной связи между зеркалом и активным элементом устанавливается линза.

Рис.24

Изменяя расстояние до зеркала и одновременно разворачивая зеркало-решетку (это эквивалентно изменению шага решетки), можно плавно изменять l излучения, причем диапазон настройки достигает 30 нм. Поэтому ЕС лазеры незаменимы при разработке аппаратуры волнового уплотнения и измерительной аппаратуры для ВОЛС. По характеристикам схожи с DFB и DBR лазерами.

Другими важными характеристиками источников излучения наряду с рабочей длиной волны и шириной спектра излучения являются:

- быстродействие

Экспериментально измеряемым параметром, отражающим быстродействие источника излучения, является максимальная частота модуляции. Она определяется как частота входных электрических импульсов, при которой выходной оптический сигнал перестает пересекать пороговые значения 0,1 и 0,9 . оставаясь при этом во внутренней области. Для светодиодов эта частота может достигать до 200МГц, а для ЛД единицы-десятки ГГц. Времена нарастания и спада (t) предоставляют информацию о полосе пропускания W. Если положить, что они равны, то полосу можно определить W = 0,35/t.

- деградация и время наработки на отказ

По мере эксплуатации падает мощность излучения и в конце концов ЛД выходит из строя. Это связано с деградацией полупроводникового слоя. Среднее время наработки на отказ составляет до 150 000часов и более 5-8 лет.

Обобщенная структурная схема передающего оптического модуля показана на рис.25.

Рис.25

Основным элементом является лазерный диод (ЛД).

Система, обеспечивающая работоспособность ЛД, включает функциональные элементы управления электрическим режимом работы лазера и управления температурным режимом работы лазера, а также элементы индикации системы управления состояния лазерного диода.

При малых токах накачки ЛД работает как СИД—ширина спектра большая (рис.16). Чтобы обеспечить необходимый режим работы ЛД, надо задать ток смещения и выбрать рабочую точку (РТ). При подаче управляющих импульсов нужно, чтобы РТ не попала в область недопустимой мощности.

ЛД излучает и в линию, и на фотоприемник схемы контроля и управления током ЛД. При выходе тока смещения за пределы рабочего режима будет выработан сигнал «Авария тока смещения», который идет к системе контроля и управления (светодиод сигнализации на плате ОЛТ, локальный менеджер и сетевой). Одновременно формируется сигнал «Авария мощности излучения».

Система стабилизации работы ЛД основана на обратной связи.

В системе термостабилизации имеется термистор—датчик температуры. Напряжение с термистора поступает на схему контроля и управления температурой ЛД, оттуда на термоэлектромикроохладитель (на эффекте Пельтье — обратимом) и на формирователь сигнала «Авария температуры».

Информация и синхросигналы от мульдексного оборудования поступают на интерфейс, который управляет модулятором (генератором накачки).

Автоматическое отключение ЛД происходит при его аварийном состоянии режима работы и при обрыве волокна.







© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.