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    光有源器件基本解读

    1 光器件的分类

           光通信中常见的光有源器件包括:半导体光源、半导体光探测器、光纤激光器、光放大器、光调制器等。

           光通信中常见的光无源器件包括:光纤连接器、光纤耦合/分支器、波分复用器(CWDM/DWDM)、光隔离器、光衰减器等。

    2 光模块中的光有源器件简介

           光模块应用领域,最常见的光有源器件是半导体光源与半导体探测器,常见于以TO-CAN或BOX的形式进行封装,并应用在光模块当中,作为光电信号转换的核心部件。

           2.1 半导体光源

           光模块当中常用到的半导体光源主要有FP、DFB、VCSEL三个主流类型。

           FP :Fabry-Perot Laser,法不里-泊罗激光器,多纵模光谱,常用于10Gbps及以下速率的短或中等长度的光纤链路上,目前技术成熟,具有良好的成本优势,在低速产品上有广泛的应用;

    图1 FP激光器常见光谱示意图

          DFB:Distributed Feedback Laser,分布式反馈激光器,单纵模光谱,广泛应用于高速率长距离的光信号传输,其与FP最大的不同之处在于内置了布拉格光栅(Bragg Grating),具有非常高的边模抑制比(SMSR),以及非常好的单色性。

    图2 DFB激光器常见光谱示意图

          VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔面发射激光器,属于面发射激光器(FP与DFB均属于边发射激光器),在应用上加工更简单,成本更低,功耗更小,广泛应用在短距离的光信号传输,以及消费类电子应用上(例如3D激光扫描、红外传感、人脸识别,HDMI视频传输等)。

           2.2 半导体探测器

           光通信中常见的激光探测器主要包括PIN与APD两种类型。

           PIN:Positive-Intrinsic-Negative,PIN光电二极管是光通信中最常见的一种探测器。P-I-N的完整意思:正极-本征-负极,相当于在普通的PN光电二极管中间添加一个本征层,极大的提高了光电二极管的响应速度,使PIN光电二极管能更广泛的应用于各种高频的光电信号转换场景。

           APD:Avalanche photo diode,APD雪崩光电二极管相比于PIN光电二极管内置了信号放大的功能,使其能识别更小的光信号,具有更好灵敏度,普遍应用在长距离的传输当中,APD需要工作在高反向偏压下,一般电压达到几十伏,所以在光模块中应用时需要通过升压电路对其进行供电。

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    本内容最后修订时间:2020年03月29号