光電子器件在光纖通信中的應(yīng)用

摘 要隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，光纖通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新，通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)發(fā)展得到了質(zhì)的飛躍。光電子器件應(yīng)用作為光纖通信發(fā)展過程的重中之重，是一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵內(nèi)部，直接關(guān)系到光纖通信技術(shù)各項(xiàng)功能的完善及光纖通信事業(yè)的穩(wěn)定建設(shè)發(fā)展。光纖通信主要包括了三個(gè)環(huán)節(jié)，分別是光發(fā)送、光接收以及光傳輸，在各個(gè)工作環(huán)節(jié)中配備了不同的光電子關(guān)鍵器件。本文將進(jìn)一步對(duì)光電子器件在光纖通信中的應(yīng)用展開分析與探討，旨在為光纖通信事業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】光電子器件 光纖通信 實(shí)踐應(yīng)用

當(dāng)前是一個(gè)經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代，我國光纖通信事業(yè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步?，F(xiàn)代人們生活無時(shí)無刻不再與信息數(shù)據(jù)打交道，基于大數(shù)據(jù)的背景環(huán)境下，光纖通信技術(shù)在整個(gè)通信行業(yè)領(lǐng)域開始占據(jù)主導(dǎo)地位，逐漸成為了社會(huì)信息快速傳遞的核心方式。技術(shù)人員通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)與光纖通信技術(shù)相融合在一起，促使各種通信技術(shù)得以綜合利用，大大方便了民眾的生活與工作。一個(gè)完整的光纖通信系統(tǒng)除了必須具備傳輸主體和光纖，還需要配備各種光學(xué)元件及光電子器件，只有充分發(fā)揮出各種光電子器件的功能作用，才能保障光線通信系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，不斷提高人們的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量和效率。

1 光線通信系統(tǒng)概述

當(dāng)前，光線通信系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括了三部分，分別是光發(fā)送、光傳輸以及光接收。在光發(fā)送器中有效配備了驅(qū)動(dòng)器、光源和調(diào)制器等器件，其核心功能是把所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、視頻以及語音等信號(hào)，通過電端機(jī)加到調(diào)制器上從而有效產(chǎn)生調(diào)制好的光信號(hào)，同時(shí)將光信號(hào)耦合到光纖中去。而光傳輸部分則配備了中繼器和光纖，如果是短距離通信系統(tǒng)，則該光纖通信系統(tǒng)無需設(shè)置中繼器。

在光纖通信系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用的元器件可以劃分為兩種類型，一種是無源元器件，另一種是有緣元器件。無源元器件主要包括了光耦合器、光衰減器、光隔離器以及光濾波器等，而有源元器件則包括了光源、光檢測器以及放大器等。

2 光電子器件在光纖通信中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 全波光纖在光纖通信中的應(yīng)用

光纖作為光纖通信中必不可缺的無源器件，其顯著特征就是具有巨大寬帶，被廣泛的應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中。在光纖通信市場上，為了有效適應(yīng)更長距離以及更大容量WDM系統(tǒng)的要求，技術(shù)人員開發(fā)研制除了一種具有大面積的光纖，最大值達(dá)到了72μm2，該種光纖能夠承受較大的光功率，并且還能夠有效解決非線性問題。其缺點(diǎn)是色散斜率偏大，通過對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)前光線通信市場上研制出了true wave 光纖，其色散斜率較小，是寬帶WDM系統(tǒng)應(yīng)用最為理想的傳輸介質(zhì)。

隨著時(shí)間的推移，通信研究人員為了最大程度挖掘出光纖寬帶的潛力，開始通過使用超純光纖制造技術(shù)研制出低損耗光纖的第四、第五個(gè)串口，并且將這幾個(gè)窗口成功連接在一起，有效構(gòu)成了寬帶為1.28-1.65nm的全波光纖，該光纖具有較大的通信容量，能夠滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)光帶用戶的各種數(shù)據(jù)傳輸要求。

2.2 半導(dǎo)體激光器在光纖通信中的應(yīng)用

光信號(hào)發(fā)送器作為光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分，如果不有效配備光信號(hào)發(fā)送器，也就不會(huì)存在后續(xù)的信息輸送。光源是光纖通信過程的信號(hào)發(fā)生器，其工作原理是通過將設(shè)備所接收到的各種電信號(hào)有效轉(zhuǎn)化為光信號(hào)。目前，在光纖通信市場上普遍應(yīng)用的光源有半導(dǎo)體光源和發(fā)光二極管。該類光信號(hào)發(fā)送器最為顯著的特點(diǎn)是體積小、使用靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)載流子的成功注入，幫助工作人員控制發(fā)送器的實(shí)際輸出功率。

激光二極管又被人們簡稱為LD，其在有緣層的包裹材料使用中，同時(shí)涵蓋了低折射率和寬帶隙兩方面內(nèi)容。LD不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)注入有緣區(qū)域電信號(hào)的有效限制，將其控制在規(guī)范區(qū)域內(nèi)進(jìn)行輸出作業(yè)，還能夠有效產(chǎn)生波導(dǎo)現(xiàn)象。LD在光纖通信中的應(yīng)用，能夠最大化降低光場的實(shí)際損耗，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸電信號(hào)和光場的雙重科學(xué)控制。促使光源的輸出在發(fā)射階段就把損耗降低至最小值，從而確保激光器的輸出閥值不會(huì)變大。

2.3 光放大器在光纖通信中的應(yīng)用

光放大器主要包括了半導(dǎo)體光放大器以及各種摻雜的光纖放大器，比如常見的非線性光放大器、摻鐠光纖放大器機(jī)氟化物摻鉺光纖發(fā)達(dá)器等。

半導(dǎo)體光放大器可以劃分為兩種類型，一種是行波放大器，另一種是F-P諧振放大器。當(dāng)前在光纖通信市場上普遍應(yīng)用的是行波放大器，如圖1所示為半導(dǎo)體激光器的兩個(gè)解理面上鍍上增透膜就形成了TWLA。由于TWLA對(duì)所使用的增透膜具有較高的要求，通常要求其發(fā)射率必須不超過0.1%，因此，市場上開始發(fā)展起了傾斜條形結(jié)構(gòu)和透明窗區(qū)結(jié)構(gòu)來降低端面的光反饋。

SOA通過有效使用應(yīng)變量子阱結(jié)構(gòu)，能夠最大程度提高輸出功率、小信號(hào)增益以及噪聲指數(shù)等性能。與此同時(shí)，研究人員通過改變半導(dǎo)體材料的構(gòu)成成分，能夠有效在1300-

1600nm的一個(gè)特定波長范圍內(nèi)獲得信號(hào)增益。SOA最為顯著特征就是結(jié)構(gòu)較為簡單，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)、生產(chǎn)成本較低、使用壽命長以及消耗功能小等，并且方便于與其他光電子器件一塊集成，從而被廣泛應(yīng)在在波長變換器中。SOA自身的FWM還能夠適用在超長距離光纖傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償上，研究人員通過充分發(fā)揮出SOA的非線性功能作用，可以有效實(shí)現(xiàn)光的再生、放大以及整形。

3 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代光纖通信事業(yè)的建設(shè)發(fā)展離不開新型光電子器件的研制應(yīng)用。因此，國家相關(guān)政府部門要加強(qiáng)與社會(huì)通信企業(yè)的合作與交流，共同大力發(fā)展光纖通信事業(yè)，加強(qiáng)對(duì)光電子器件的開發(fā)研制工作，深入研究分析光電子技術(shù)，有效推動(dòng)我國光纖通信技術(shù)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。

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作者簡介

魏訪（1976-），女，湖北省武漢市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院副教授。研究方向?yàn)楣怆娮有畔⒓夹g(shù)，通信技術(shù)。

作者單位

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院 湖北省武漢市 430074endprint