高輝　趙學(xué)陽(yáng)　楊爽　張芮

摘要：相關(guān)部門(mén)曾經(jīng)針對(duì)通信中光源的特點(diǎn)和屬性展開(kāi)過(guò)研究分析，從光源的特性出發(fā)，并把光源的特性與半導(dǎo)體激光器的特性進(jìn)行了分析對(duì)比。分析結(jié)果顯示，半導(dǎo)體激光器更適合于應(yīng)用在光孤子通信中。光孤子通信系統(tǒng)屬于新型通信系統(tǒng)，半導(dǎo)體激光器在光孤子通信中的作用不可替代。光孤子通信具有以下原因優(yōu)勢(shì)：一是容量大，二是損耗低，三是抗干擾能力強(qiáng)，四是尺寸小，五是質(zhì)量輕，六是節(jié)約能源，是現(xiàn)代通信的關(guān)鍵手段之一。半導(dǎo)體激光器在光孤子通信中占據(jù)關(guān)鍵地位。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體 激光器 光孤子通信 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN248；O572.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）09-0036-01

半導(dǎo)體激光器也被人們稱為激光二極管，半導(dǎo)體激光器的實(shí)用性比較強(qiáng)，這也是半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于光孤子通信中的原因之一，半導(dǎo)體激光器應(yīng)用成本比較低，而且后期維護(hù)和保養(yǎng)的費(fèi)用也比較少，得到人們的肯定和認(rèn)可。

1 半導(dǎo)體激光器特性分析

1.1 光的相干性

脈沖展寬會(huì)在一定程度上降低通信系統(tǒng)內(nèi)部的信息容量，半導(dǎo)體激光器的光相干性可以降低脈沖展寬，光源的展寬越小，光的相關(guān)性就越理想。最佳的光相干源屬于單色，線寬數(shù)值為0，光源會(huì)在固定的范圍內(nèi)發(fā)光，半導(dǎo)體激光器的線寬雖然也比較小，但是光孤子通信對(duì)于功率的要求比較高，進(jìn)而半導(dǎo)體激光器成為光孤子通信應(yīng)用最為廣泛的光源。光孤子通信比較常用的光源有以下幾種：一是發(fā)光二極管，其光源線寬范圍在30-100nm之間，二是半導(dǎo)體激光器，其光源線寬在1-6nm之間，三是YAG激光器，其光源線寬為 0.2nm。

1.2 閾值特性

事實(shí)上，LED是不具備閾值的，只要在LED內(nèi)部輸入較小的電流就可以使LED發(fā)光發(fā)亮。但是，半導(dǎo)體激光器與LED有著本質(zhì)上的區(qū)別，半導(dǎo)體激光器內(nèi)部輸入的電流必須達(dá)到一定的閾值，才能讓半導(dǎo)體激光器發(fā)揮作用。隨著驅(qū)動(dòng)電流的逐漸增加，通信系統(tǒng)輸出的功率也會(huì)逐漸增加。通常情況下，光孤子通信中的半導(dǎo)體激光器電流會(huì)控制在5-250mA之間。但是，為了降低半導(dǎo)體激光器外部溫度，半導(dǎo)體激光器的閾值不能太高，需要控制在一定范圍內(nèi)，工作人員可以在半導(dǎo)體激光器內(nèi)部提高晶體的濃度進(jìn)而降低半導(dǎo)體激光器的溫度。

1.3 耦合特性

相比LED而言，半導(dǎo)體激光器的運(yùn)行速度遠(yuǎn)超過(guò)LED，輻射也比LED小很多，這就導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器比較容易和光纖耦合。半導(dǎo)體激光器的優(yōu)勢(shì)：一是輸出頻譜較小，二是耦合效率高，三是調(diào)制速率高，四是響應(yīng)時(shí)間短。

2 半導(dǎo)體激光器在光孤子通信中的應(yīng)用分析

通常情況下，人們會(huì)限制通信的傳輸距離，限制的原因有以下幾個(gè)：一是降低損耗，二是色散。光孤子實(shí)際上是一種光脈沖，可以在傳輸?shù)倪^(guò)程中保持形態(tài)不變，利用光孤子的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)大容量的通信傳輸。光孤子源屬于光孤子通信的前提和基礎(chǔ)，只有光孤子源符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，光孤子才能發(fā)揮作用。光孤子源的波長(zhǎng)是可調(diào)節(jié)的，當(dāng)光孤子源的波長(zhǎng)限定在1660nm時(shí)，損耗是最小的。光孤子產(chǎn)生的方法有以下幾種：一是色心激光器，二是調(diào)制激光器，三是光纖激光器，四是多級(jí)壓縮激光器。光孤子對(duì)于通信波形的要求比較低，色散光纖在輸送的過(guò)程中會(huì)逐漸形成雙曲正割形。DFB半導(dǎo)體激光器屬于比較常用的激光器，DFB半導(dǎo)體激光器的性質(zhì)比較獨(dú)特，具有較好的溫度特性。DFB半導(dǎo)體激光器的調(diào)諧方法有：一是改變溫度，二是改變電流。如今，西方國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體激光器也展開(kāi)了深入研究，英國(guó)專業(yè)人士研究出了空穴激光器，該激光器的波長(zhǎng)可以達(dá)到980nm，空穴激光器波長(zhǎng)的傳輸沒(méi)有障礙。光孤子傳輸?shù)淖罴褷顟B(tài)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，但是光纖在傳輸?shù)倪^(guò)程中必定會(huì)產(chǎn)生損耗，雖然損耗不會(huì)改變光纖傳輸?shù)臓顟B(tài)，但是降低了光纖孤子傳輸?shù)拿}沖幅度，導(dǎo)致脈沖失去了原本的特性。因此，必須要采取措施彌補(bǔ)光孤子傳輸中的損耗。光纖放大器數(shù)以比較新型的，而且應(yīng)用效率比較高的放大器。光纖放大器具有以下特點(diǎn)：一是高增益，二是寬帶寬，三是低噪音，四是波長(zhǎng)范圍比較理想。光纖放大器可以更好的彌補(bǔ)光孤子傳輸中的損耗，在光孤子內(nèi)部增加一定數(shù)量的EDFA，實(shí)現(xiàn)全光的快速傳輸。在EDFA中，LD屬于泵浦源，泵浦源有兩種：第一個(gè)是980nm，第二個(gè)是1480nm，需要結(jié)合光孤子的實(shí)際情況來(lái)選擇泵浦源，獲得最理想的輸出功率。

3 結(jié)語(yǔ)

半導(dǎo)體激光器的線寬雖然也比較小，但是光孤子通信對(duì)于功率的要求比較高，進(jìn)而半導(dǎo)體激光器成為光孤子通信應(yīng)用最為廣泛的光源。為了降低半導(dǎo)體激光器外部溫度，半導(dǎo)體激光器的閾值不能太高，需要控制在一定范圍內(nèi)。光孤子源屬于光孤子通信的前提和基礎(chǔ)，只有光孤子源符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，光孤子才能發(fā)揮作用。西方國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體激光器也展開(kāi)了深入研究，英國(guó)專業(yè)人士研究出了空穴激光器，是比較理想的激光器。相比傳統(tǒng)的激光器，半導(dǎo)體激光器具有自身的優(yōu)勢(shì)，這也是半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于光孤子通信中的原因。

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