光通信技术基础 光源与光调制
第5章 光调制器
3）强度调制 强度调制是光载波的强度(光强)随调制信号规律而 变化的激光振荡。 激光调制通常多采用强度调制形式，这是因为接收 器(探测器)一般都是直接地响应其所接收的光强度变化 的缘故。
激光的光强度定义为光波电场的平方，其表达式为
(光波电场强度有效值的平方):
I (t ) e (t ) A cos (ct c )
而且， 41 52 因此，这一类晶体独立的电光系数只有 41和 63
两个，可得：
24
1 1 2 0, 2 41Ex n 1 n 4 1 1 2 41E y 2 0, n 5 n 3
4
比如，注入式半导体激光器，是用调制信号直接改变它的 泵浦驱动电流，使输出的激光强度受到调制 ( 也称直接调 制 ) 。还有一种内调制方式是在激光谐振腔内放置调制元 件，用调制信号控制元件的物理特性的变化，以改变谐振 腔的参数，从而改变激光器输出特性，（如，调Q技术）
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外调制：是指激光形成之后，在激光器外的光路上放 置调制器，用调制信号改变调制器的物理特性，当激 光通过调制器时，就会使光波的某参量受到调制。 外调制方便，且比内调的调制速率高（约一个数量 级），调制带宽要宽得多，故倍受重视。 按调制器的工作原理，可分为电光调制、声光调制、磁 光调制、和直接调制（电源调制） 激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相 及强度调制等。
第5章 光调制器
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本章内容： 1、光调制器的基本原理 （电光、声光、磁光、直接调制） 2、KDP光调制器 3、LiNbO3光调制器 4、半导体光调制器
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1、调制的基本概念
激光是一种频率更高（1013~1015 Hz)的电磁波，它 具有很好相干性，因而象以往电磁波（收音机、电视 等）一样可以用来作为传递信息的载波。 由激光“携带”的信息(包括语言、文字、图像、 符号等)通过一定的传输通道(大气、光纤等)送到接收 器，再由光接收器鉴别并还原成原来的信息。 这种将信息加载于激光的过程称之为调制
光通信中的光源调制与调制技术研究
光通信中的光源调制与调制技术研究光通信是一种利用光波进行数据传输的通信方式。
相比传统的电信信号，光通信具有传输速度快、信息容量大、信噪比高等优点。
而在光通信系统中，光源的稳定性和调制技术的高效性则至关重要。
一、光源调制技术的研究现状光源调制技术是将信息信号转化为光信号的关键环节。
传统的光源调制技术主要有两种：幅度调制和频率调制。
幅度调制是通过对光源的强度进行变化来传递信息信号。
该技术的优点在于调制器简单、易于控制。
但是，幅度调制技术存在调制深度有限等缺陷，难以满足高速、高容量的数据传输要求。
相比之下，频率调制技术具有更好的性能表现。
频率调制即是在光源的频率上进行调制以传递信息信号。
频率调制的调制深度比幅度调制大，可以满足更高速的数据传输需求。
但是，频率调制技术在实际应用中仍然面临不少挑战。
比如，频率调制存在非线性失真、相干噪声等问题，可以导致传输信号的失真和降噪。
因此，在光源调制技术的研究中，人们一直在探索新的调制技术，以满足更高性能要求。
目前，光源调制技术的研究方向主要有以下几个。
二、光源调制技术研究方向1. 光泵浦技术光泵浦技术近年来得到了广泛的重视。
该技术通过对光源进行泵浦以改变它的光学特性，达到信息传输的目的。
相比传统调制技术，光泵浦技术具有调制速度快、调制深度过大等优点，可以为实现高速数据通信提供基础技术支持。
不过，该技术也面临着光源稳定性差、抗噪性差等问题。
2. 相位调制技术相位调制技术是一种改变光波相位来进行信息传输的技术。
它采用了广泛的电子器件来实现对相位的调制。
与幅度调制和频率调制不同，相位调制技术可以提供更可靠的信号传输，降低信息传输错误率。
不过，该技术需要较复杂的电子器件以及精细的对光源的调制，成本较高。
3. 多模式光源技术多模式光源技术是一种将多个光模式合并在一起的技术。
它可以提高光源稳定性，提高信息传输的可靠性和带宽。
与单模光源相比，多模式光源能够在一定程度上降低带宽和传输速率。
光纤通信重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结第一章1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。
2.光纤：由绝缘的石英（SiO2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。
输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。
系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。
光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
它一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。
为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。
还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的RF信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。
在这个过程中，受调制的RF电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。
目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。
光通信的原理与技术
光通信的原理与技术
光通信是一种利用光信号进行数据传输的通信技术，其原理是基于光的传输性能以及光与电信号的转换。
主要包括光传输、光接收和光放大等关键技术。
光传输是指将光信号通过光纤等光传输介质进行传输的过程。
光纤是一种特殊的纤维材料，具有光的全内反射特性，可以将光信号沿着光纤的轴向传输。
在光传输中，光信号会经过多次的反射，从而实现长距离的传输。
光接收是指将光信号转换为电信号的过程。
当光信号传输到接收端时，通过光电探测器将光信号转换为电流信号。
光电探测器通常采用光敏元件，如光电二极管或光电倍增管，能够将光信号转化为相应的电信号。
光放大是指在光信号传输过程中，为了克服光信号在传输过程中的衰减和失真，使用光放大器对光信号进行放大的过程。
光放大器通常采用掺铒光纤放大器或半导体光放大器，能够增加光信号的强度和功率。
在光通信技术中，还涉及到调制和解调的过程。
调制是指将要传输的数据信号转换为光信号的过程，常用的调制方式包括强度调制、频率调制和相位调制等。
解调是指将接收到的光信号还原为原始的数据信号的过程，常用的解调方式包括光强度解调、频率解调和相位解调等。
此外，光通信还需要一系列的光器件和光传输系统来支持其正
常运行。
光器件包括光纤、光电探测器、光放大器和光调制器等，这些器件能够实现光信号的传输、转换和放大。
光传输系统包括光纤传输系统和光网络系统，能够实现不同地点之间的光信号传输和交换。
总的来说，光通信技术利用光的传输性能和光与电信号的转换原理，实现了高速、长距离、高带宽的数据传输。
随着技术的不断发展，光通信在现代通信领域发挥着越来越重要的作用。
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验 (2)
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验一、实验目的1. 学习电光调制、声光调制、磁光调制的机制及运用。
2. 了解光通信系统的结构。
二、光调制基本原理常用的光调制方式主要有电光调制、声光调制和磁光调制，分别是利用电光效应、声光效应和磁光效应来实现对光的调制的。
1. 电光调制器件工作原理光学介质的电光效应是指，当介质受到外电场作用时，其折射率将随外电场变化，介电系数和折射率都与方向有关，介质的光学特性由原来的各向同性变为各向异性。
目前已发现两种电光效应，一种是泡克耳斯（Pockels ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的一次方成比例；另一种是克尔（Kerr ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的二次方成比例。
利用泡克耳斯效应制成的调制器成为泡克耳斯盒，其中的光学介质为非中心对称的压电晶体。
利用克尔效应制成的调制器称为克尔盒，其中的光学介质为具有电光效应的液体有机化合物。
泡克耳斯盒有纵向调制器和横向调制器两种。
我们实验中使用的是电光晶体为DKDP （磷酸二氘钾）的纵向调制泡克耳斯盒。
不给泡克尔斯盒加电压时，盒中的介质是透明的，各向同性的非偏振光经过起偏器P 后变为振动方向平行于P 光轴的平面偏振光。
通过泡克耳斯盒时，其偏振方向不变，到达检偏器Q 时，因光的振动方向垂直于Q 光轴而被阻挡，所以Q 没有光输出；给泡克耳斯盒加电压时，由于电光效应，盒中介质将具有单轴晶体的光学特性，光轴与电场方向平行。
此时，通过泡克耳斯盒的平面偏振光的振动方向将被改变，从而产生了与Q 光轴方向平行的分量，即Q 有光输出。
Q 输出光的强弱与盒中介质的性质、几何尺寸、外加电压大小有关。
对于结构已确定的泡耳克斯盒来说，若外加电压是周期性变化的，则Q 的光输出也是周期性变化的，由此实现对光的调制。
图1 各个量的方位关系图图1表示的是几个偏振量之间的方位关系，光的传播方向平行于z 轴，M 和N 分别为起偏器P 和检偏器Q 的光轴方向，彼此垂直；α为M 与y 轴的夹角，β为N 与y 轴的夹角，2/πβα=+；外电场使克尔盒中电光介质产生的光轴方向平行于x 轴；o 光垂直于xz 平面，e 光在xz 平面内。
信息光学中的光源的调制及解调技术
信息光学中的光源的调制及解调技术信息光学是一门研究利用光进行信息传输、处理和存储的学科。
在信息光学中，光源的调制及解调技术是至关重要的一部分，它主要解决如何将信息有效地转换为光信号以及如何从光信号中提取出有效信息的问题。
一、光源的调制技术光源的调制技术是指如何将模拟或数字信息转换为光信号的过程。
光源的调制技术包括强度调制、频率调制和相位调制等几种常见的技术。
1. 强度调制强度调制是最常用的光源调制技术之一。
它通过改变光源的光强来传递信息。
在强度调制中，信号的高低对应着光源的亮度的变化。
一种常见的强度调制技术是脉冲振幅调制（PAM），它通过调整光的脉冲振幅来表示信息。
2. 频率调制频率调制是光源调制中的另一种常见技术。
它通过改变光源的频率来传递信息。
在频率调制中，信号的高低对应着光的频率的变化。
频率调制的一种常见技术是脉冲频率调制（PFM），它通过改变脉冲的频率来传递信息。
3. 相位调制相位调制是一种将信息转换为光信号的常见技术。
它通过改变光源的相位来传递信息。
在相位调制中，信号的高低对应着光的相位的变化。
相位调制的一种常见技术是二进制相移键控（BPSK），它通过改变光的相位来表示二进制信息。
二、光源的解调技术光源的解调技术是指如何从光信号中提取出有效信息的过程。
光源的解调技术也包括强度解调、频率解调和相位解调等几种常见的技术。
1. 强度解调强度解调是从强度调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过对光信号的强度进行测量来还原原始信息。
在强度解调中，常用的技术包括光电二极管和光敏电阻等。
2. 频率解调频率解调是从频率调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过测量光信号的频率来还原原始信息。
在频率解调中，常用的技术包括光谱分析和带通滤波等。
3. 相位解调相位解调是从相位调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过测量光信号的相位来还原原始信息。
在相位解调中，常用的技术包括相位比较器和相位锁定环等。
综上所述，信息光学中的光源的调制及解调技术在光通信、光存储和光计算等领域具有重要应用。
光通信中的光放大器与光调制器
光通信中的光放大器与光调制器光通信作为现代通信技术中最重要的一种形式，具有传输带宽高、传输距离远、抗干扰能力强等优点。
在光通信系统中，光放大器和光调制器是两个不可或缺的关键设备。
它们起着能量放大和信号调制的作用，使得光通信系统能够实现高速、稳定的信号传输。
光放大器是一种能够对输入的光信号进行放大的设备。
在光通信系统中，经过长时间传输后的信号会因为光衰减而变得非常微弱。
光放大器的作用就是对这些信号进行放大，使得它们能够再次被接收器检测到并解读。
光放大器的工作原理主要是利用光纤传输信号时的光纤非线性效应。
常见的光放大器有半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（EDFA）。
半导体光放大器基于半导体材料的光放大效应，具有响应速度快的特点，可以实现高速信号的放大。
而光纤放大器则是利用掺铒的光纤材料，利用铒元素在光纤中的吸收作用来实现信号的放大。
光调制器则是一种能够调制光信号的设备。
在光通信系统中，我们需要将电信号转换为光信号进行传输，再将光信号转换为电信号进行解读。
光调制器的作用就是将电信号转换为光信号，并将其调制成需要的形式进行传输。
光调制器的工作原理主要是利用电光效应和效应。
现阶段，常见的光调制器有电容耦合调制器（EAM）和高速波导调制器（Mach-Zehnder调制器）。
电容耦合调制器是一种利用光子电容效应进行光信号调制的设备，具有调制速度快、占用空间小等特点。
而高速波导调制器则是利用光的干涉和相位差效应进行光信号调制的设备，具有调制效率高、传输带宽大等特点。
光放大器和光调制器在光通信系统中的作用不可忽视。
光放大器能够将微弱的光信号放大，使其能够再次被接收器检测到，并实现稳定的信号传输。
而光调制器能够将电信号转换为光信号，并将其调制成需要的形式进行传输。
这两个设备相互配合，共同构建了稳定、高速的光通信系统。
尽管光放大器和光调制器在光通信系统中起着重要的作用，但是它们也存在一定的挑战和限制。
例如，光放大器在放大过程中会引入一定的噪声，影响信号的质量。
光通信中的非线性光学效应与调制技术研究
光通信中的非线性光学效应与调制技术研究近年来，随着通信技术的迅猛发展，光通信作为一种快速、高效的信息传输方式日益受到关注。
光通信中的非线性光学效应与调制技术研究也成为了一个重要的研究方向。
本文将从非线性光学效应的基本原理、光纤中的非线性光学效应以及非线性光学调制技术等方面进行探讨。
光通信中的非线性光学效应是指当光信号传输过程中，光的特性发生非线性变化的现象。
其基本原理是光与介质相互作用时，介质中的光场产生的极化会导致光的折射率改变，从而对光信号的传输产生影响。
常见的非线性光学效应包括自相位调制（Self Phase Modulation，SPM）、交叉相位调制（Cross Phase Modulation，XPM）和四波混频（Four-Wave Mixing，FWM）等。
这些非线性效应会在光通信系统中造成信号失真、波长漂移以及互相干扰等问题，通过研究这些效应的特性，可以有效地改善光通信系统的性能。
光纤作为光通信中最常用的传输介质，其非线性光学效应尤为重要。
光纤中的非线性效应主要包括非线性折射率、自陷效应以及色散等方面。
非线性折射率是指光在光纤中传输时，由于光与介质相互作用引起的折射率随光强的改变而引起的变化，是光纤中非线性光学现象的主要表现之一。
自陷效应是指强光束在光纤中传输时，由于光与介质的相互作用导致光束的聚焦与扩散，从而引起信号的失真。
色散是光在光纤中传播时，波长与传播速度之间的关系，非线性色散是指色散效应与非线性效应的结合。
这些非线性效应的存在使得光纤通信系统设计中需要注意信号的传播损耗与失真问题，并采取一系列措施来对其进行抑制与补偿。
为了克服光通信中的非线性光学效应，提高光通信系统的性能，研究者们提出了各种非线性光学调制技术。
其中一种常用的调制技术是基于非线性光学相互作用的调制方法，通过光在介质中的相互作用进行信号的调制。
这种调制方法主要包括基于自相位调制的调制技术和基于交叉相位调制的调制技术等。
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PN
•
PN结半导体激光器是用PN结作激活区，用半导体
天然解理面作为反射镜组成光子谐振腔，外加正向偏压
由于有源层厚度很薄(约为0.15μm)，都能保证在单横模工作；而在 侧向，则其宽度相对较宽，因而视其宽度可能出现多侧模。有源区 宽度较宽，则发光面上的光场(称近场)在侧向表现出多光丝，好似 一些并行的发光丝，在远场的侧向则有对应的光强分布，这种多侧 模的出现以及它的不稳定性，易使激光器的P-I特性曲线发生“扭 折”(kink)，使P-I线性变坏，这对信号的模拟调制不利；同时多侧 模也影响与光纤高效率的耦合，侧模的不稳定性也影响光纤功率的 稳定性；不能将这种多侧模的激光束聚焦成小的光斑。
3、其他：光纤激光器和宽带光源（ASE、超连 续、白光源、SLED以及SLD） 4、组件和模块：组件（光源、EA、背光二极 管、ISO、制冷片、温度传感器、尾纤和连接器） 模块【组件＋电路（驱动电路、AGC、ATC、 APC、电路状态监控电路等等）】
量子阱激光器（QW LD）是指有源区采用量子阱结构 的半导体激光器
激光器辐射的光功率 激光器消耗的电功率
＝ Pex VI
外量子效率：
ex
激光器每秒钟发射的光 子数 激光器每秒钟注入的电 子 空穴对数
＝ Pex / h
I / e0
外量子微分效率
D
(Pex Pth ) / h
(I I th ) / e0
Pex / h
(I I th ) / e0
斜率效率
(Pex Pth )
光源与光发射，重点： 光源术语 常用的通信用光源有哪些？ 半导体激光器如何与光纤耦合？ 为什么一般情况下，需要控制激光器的管芯温度，实 际中怎么控制管芯温度？ 激光器的P-I-V-dp/dl图，半导体激光器的注意事项 数字光发射机的光源工作点应如何考虑？ 光发射机原理框图，各部分功能，各部分如何实现？ 为什么要引入间接调制？ 调制器术语 简单了解常用调制器
• （2）激光器在瞬态过程中存在张弛振荡：当电流脉冲注入激光器 以后，输出光脉冲表现出衰减式振荡。是激光器内部光电相互作用所 表现出来的固有特性。张弛振荡频率与注入电流有关。
• （3）由于在瞬态过程中激光器有电光延迟现象，而在电脉冲过后， 载流子有一定的存储时间，导致高速数字调制时激光输出出现码型效 应。
峰峰值 ( PkPk )
光强
最小标准
带宽
-3db=0.707倍 频率
监视光电流、制冷电流/电压、 热敏电阻
R RTR exp[ B(1/ T 1/(273 25)K)]
监视光电流（背光电流）：用于APC，无光告警等
复习一下半导体激光器的简单工作原理：
低能态电子多，密度为N1 高能态电子少，密度为N2 ■ N1>N2:
● 空间电荷区及其内建电场分布图如下：
PN结外加正向偏压后的能带分布
给PN结外加正向偏压后，P区的空穴和N区的电 子不断地注入PN结，破坏了原来的热平衡状态， 在PN结出现了两个费米能级，此时的PN结能带 分布如图：
• 1.当PN结加上正向偏压时，外加电压的电场 方向正好和内建场的方向相反，因而削弱了 内建电场，破坏了热平衡时统一的费米能级， 在P区和N区各自形成了准费米能级。
(I Ith )
啁啾、张驰震荡、码型效应、结发热效 应自、脉动现象、多光丝、
注入电流的变化，会导致载流子的变化，造成半导体 的折射率发生变化，从而引起输出波长变化的啁啾现 象（动态谱线展宽），而高速系统中对色散要求苛刻， 数据间隙小，而啁啾会引起较大的色散。
单纵模半导体激光器在高速调制时电流急剧变化， 将导致激光器有源层中的载流子浓度急剧变化，等效 于激光器的有效腔长变化，从而导致激光器发射波长 的瞬时动态偏移。这种波长的瞬时动态偏移（即频率 的瞬时动态偏移）称为频率啁啾。频率啁啾可用啁啾 因子a来衡量，其定义为：
●在热平衡状态下，自发发射居支配地位，不能发 射相干光。 ■ N2>N1：
●受激辐射大于受激吸收，当光通过这种物质时， 产生放大作用。
●这种分布和正常状态的分布相反，成为粒子数发 转。 发光（光放大）← N2>N1 ←粒子数反转
■光发射：处于高能态（导带）电子不稳定，向低能态（价 带）跃迁，而能量以光子形式释放出来，发射光子的能量 hv等于导带价带能量差，即hv=Ec-Ev=Eg
≯半导体光检测器基于这种效应。
■自发发射、受激辐射和受激吸收三种过 程是同时存在的。
PN结空间电荷区的形成 ● PN结形成后，由于互相间的扩散作用，使得靠近 界面的地方，N区剩下带正电的离子， P区剩下带负 电的离子，在结区形成空间电荷区，也因此出现了一 个由N指向P的电场，称为内建电场，此时处于热平衡 状态，只有一个费米能级。
上升/下降时间、开通时间、 消光比、调制带宽
上升时间（Tr）：激光器额定功率从10%上升到90% 所用的时间
下降时间（Tf）：激光器额定功率从90%下降到10% 所用的时间
TOP AMPLITUDE
BASE
90%
10% 上升时间 ( Tr )
Tr 0.35 BW
开通时间
消光比:全“1”码 平均光功率和全 “0”码平均光功 率的比值,用对数 表示
主要技术参数和术语：
电学参数：阈值电流、最大工作电流、电压降、串联电阻、 拐点
光谱特性：线宽、波长（中心波长、峰值波长）、边模抑 制比、纵模、横模
光学参数：相对强度噪声、效率（功率、斜率、外量子、 外量子微分效率）
动态特性（调制间畸变）：啁啾、张驰震荡、码型效应、 结发热效应、自脉动现象、多光丝
调制特性：消光比、上升/下降时间、开通时间、调制带宽 其 他：监视光电流、制冷电流/电压、热敏电阻
（2）谐振腔的损耗小，如增大反射率，阈值就低。
（3）与半导体材料结型有关，异质结阈值电流比同质结
低得多。室温下同质结的阈值电流密度大于30000A/cm2；单
异质结约为8000A/cm2；双异质结约为1600A/cm2；量子阱约
为150~200A/cm2;量子点约为 25~65A/cm2.
（4）温度愈高，阈值越高。100K以上，阈值随T的三次
• （4）由于激光器对温度很灵敏及注入电流的热效应，在比特速率不 是很高时，输出光会出现结发热效应。
（5）某些激光器在某些注入电流下还会出现自脉动现象。自脉 动：某些激光器在某些注入电流下发生的一种持续振荡。 张弛 振荡和自脉动的结合：激光器激射以后，先出现一个张弛振荡的 过程，随后则开始持续自脉动。
≯光子的发射方向、相位、频率都与激发它们的
光子相同—相干光；
≯ LD通过受激辐射过程发光。
■光吸收：处于低能态光子，如果受到外来光的照射， 当光子能量等于或大于禁带能量时，光子将被吸收而 使电子跃迁到高能态；
■光吸收过程：
●受激吸收：如果入射光子的能量 hv近似等于E2-E1，光子能量就会 被吸收，同时基态上的电子跃迁 到高能态；
子。
•
这些光子通过反射镜往返反射不断通过激活物质，
使受激辐射过程如雪崩般地加剧，从而使光得到放大。
在反射系数小于1的反射镜中输出，这就是经受激辐射放
大的光 。即PN结半导体激光器产生激光输出的工作原理。
1，LED（SLED，SLD）：光谱、调制速率、 热特性
2，半导体激光器：FP-LD、DFB（DBR）、 QWLD、VCSEL、可调谐激光器（外腔、多电 极、热调谐）
双异质结构
量子阱激光器（QW LD）是指有源区采用量子阱结构 的半导体激光器
阈值电流、最大工作电流、电压降（管 压降，正向电压）、串联电阻、拐点
参数如无特殊说明，指的是 阈值电流＋20mA，25摄氏度。
线宽、中心波长、峰值波长、 边模抑制比、纵模、横模
(1) 峰值波长 在规定输出光功率时，激光光谱内强度最大的光谱波长被定 义为峰值波长。
作为泵浦源。
• 外加正向偏压将N区的电子、P区的空穴注入到PN结， 实现了粒子数反转分布，即使之成为激活物质（PN结为 激活区）。
•
在激活区，电子空穴对复合发射出光。初始的光场
来源于导带和价带的自发辐射，方向杂乱无章，其中偏
离轴向的光子很快逸出腔外，沿轴向运动的光子就成为
受激辐射的外界因素， 使之产生受激辐射而发射全同光
方增加。因此，半导体激光器最好在低温和室温下工作。
激光器结的发展
1960年红宝石激光器，1962年梅贝格报告了可 以从GaAs的PN结中得到100％的荧光效率， 1962年美国4个实验室几乎同时宣布成功研制 GaAs同质结半导体激光器。同质结只能在液氮 中工作，此后五年一直没有大的进展，以致于 包括开创者在内的大多数人退出研究，贝尔实 验室在1967年突破性采用液相外延的方法形成 单异质结（传统是扩散法），从而实现室温下 脉冲工作。1970年贝尔实验室又实现的双异质 结，从而实现了室温下连续输出。
阈值电流、最大工作电流、电压降（管 压降，正向电压）、串联电阻、拐点
参数如无特殊说明，指的是 阈值电流＋20mA，25摄氏度。
• 半导体激光器的工作特性
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1．阈值电流。当注入p-n结的电流较低时，只有自发辐射
产生，随电流值的增大增益也增大，达阈值电流时，p-n结产
生激光。影响阈值的几个因素：
（1）晶体的掺杂浓度越大，阈值越小。
结构特点：两种不同成分的半导体材料在一个维 度上以薄层的形式交替排列而形成的周期结构， 从而将窄带隙的很薄的有源层夹在宽带隙的半导 体材料之间，形成势能阱 。量子阱激光器的有 源区非常薄，普通F-P腔激光器的有源区厚度为 100~200nm，而量子阱激光器的有源区只有 1~10nm。当有源区的厚度小于电子的德布罗意 波的波长时，电子在该方向的运动受到限制，态 密度呈类阶梯形分布，从而形成超晶格结构。