Koje su praktične upotrebe dioda u opremi za optičku komunikaciju vlakana?

一, izvor svjetla i emisija svjetlosne signale
1. Elektro optička pretvorba poluvodičkih laserskih dioda (LDS)
Poluprovodničke laserske diode (LDS) postižu elektro - optičku pretvorbu ubrizgavanjem struje i jesu li jezgreni izvor optičke komunikacije vlakana. Njegov princip rada zasnovan je na stimuliranom zračenju. Kad struja prelazi prag, elektronski rupe u parovima rekombina i oslobađa fotone, formiraju koherentni laserski izlaz. LD ima sljedeće tehničke karakteristike:
Uska širina spektralne linije: Tipična spektralna širina 1 - 5nm, efikasno suzbijanje pulsnog širenja uzrokovano disperzijom vlakana, podržavajući brzi prijenos iznad 10Gbps.
Visoka efikasnost spojke: kroz izravnu spojnu spoj ili fokusiranje sočiva, efikasnost spajanja između LD-a i vlakana može dostići 90%, osiguravajući efikasno ubrizgavanje optičke moći.
Prag karakterističan: Prednost prednost potreban je za smanjenje kašnjenja u uspostavljanju nosača i poboljšanje stope modulacije. Na primjer, DFB laseri obično imaju struju praga od 10-30mA na talasnoj dužini od 1550nm.
2. Integrirani dizajn komponenti laserskih dioda
Moderne dijelove LD integriraju opto izolatore, nadgledanje fotodioda (PDS), termistora (RTS) i termoelektrični hladnjače (TECS) za formiranje zatvorenog sistema kontrole petlje:
Optički izolator: sprečava da se reflektira svjetlost da se miješa u LD i smanjuje buku.
Monitoring PD: Praćenje u stvarnom vremenu izlazne snage LD, povratne informacije na automatsko upravljanje napajanjem (APC) za osiguranje stabilnosti izlaza.
Tec Temperaturna kontrola: održava LD Radnu temperaturu putem Peltier efekta, nadoknađuje temperaturu struje praga (tipična vrijednost: struja praga povećava se za 1-2 puta između 20 stepeni i 50 stepeni).
2, Optičko otkrivanje i recepcija signala
1. Fotoelektrična pretvorba PIN fotodioda
PIN Photodiodes apsorbiraju fotone kroz obrnuto pristrasan sloj iscrpljenosti, generirajući parove od elektronskih rupa i stvarajući fotostop. Njegove osnovne prednosti uključuju:
Niska buka: tipična tamna trenutna vrijednost<1nA, suitable for detecting weak light signals.
Širok spektralni odgovor: Silicijum - PIN diode pokrivaju 400 - 1100nm asortiman talasne dužine, dok se indijum bazirani divljač (Ingaas) - bazirani diode mogu produžiti do 1650nm.
Odgovor velike brzine: Kada je spojni kapacitet manji od 1pf, širina pojasa može dostići nivo GHZ-a i brzine podrške preko 40Gbps.
2. Mehanizam dobiti od lavine fotodiode (APD)
APD postiže interni trenutni dobitak (m =10-100) kroz efekt množenja nosača za prevoznik pod visokim električnim poljem, značajno poboljšava primanje osjetljivosti:
Prednost osjetljivosti: u 10 ^- 12 W optička snaga, signal - omjer buke (SNR) APD-a je 10-20db veći od onog od pinskih dioda.
Trgovina bukom - Isključeno: Proces množenja unosi višak buke, a neophodno je optimizirati ravnotežu između faktora množenja m i buke. Na primjer, Ingaas APD ima tipični višak faktora buke F =2-3 na talasnoj dužini od 1550nm.
3. Industrijske primjene silikonskih fotodioda (si pd)
Uzimanje S1223-01 si PD kao primjer, njegovi tehnički parametri uključuju:
High sensitivity: quantum efficiency>90%, pogodno za nisko svjetlo okruženja.
Široki dinamički raspon: linearni odgovor koji pokriva optičku snagu od -40dbm do 0dbm.
Stabilnost: Dugoročno radno vrijeme<0.5%/year, meeting industrial grade reliability requirements.
3, kontrola sistema i suzbijanje buke
1. Upravljanje napajanjem naponskih regulatora dioda
U LD upravljačkom krugu, regulatorna regulatorna dioda (poput ZMM3V3) pruža tačan referentni napon 3.3V kako bi se osigurala stabilnost izvora struje:
Struja niske istjecanja: struja za odustajanje od curenja<2 μ A @ 1V, reducing power consumption.
Visoka preciznost: Vrijednost regulacije napona je manja od ± 1%, osiguravajući konzistentnost LD izlazne snage.
2. Prenapona zaštite prolazne diode suzbijanja (televizori)
TVS diode (poput SMF10CA) koriste se za apsorbiranje prenaponskih snaga i zaštitu LDS-a od naponskih šiljaka:
Brzi odgovor: Vrijeme odziva<1ns, clamp voltage<17V.
Izdržljivost visoke energije: vršna puls napajanja do 200W @ 10 / 1000μs.
3. Ispravljanje i zaštita Schottki dioda
U LD pristranim krugovima, Schottky Diode pružaju nizak pad napona naprijed (< 0.7V@5A )Characteristics of high-speed switch:
Nizak gubitak: smanjuje grejanje kruga i poboljšava efikasnost.
Vrijeme obnavljanja:<10ns, suitable for high-frequency modulation.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn{ 2} trassistors-2sc2412-factory.html