2 Источники оптического излучения для систем передачи
Задача 2
Определить характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри – Перо (FP) и одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB).
Определить число мод в лазере FP, для которых выполняется условие возбуждения в полосе длин волн при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n.
Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде о при коэффициенте отражения R.
Изобразить конструкцию полоскового лазера FP. Изобразить модовый спектр.
Определить частоту и длину волны генерируемой моды в одномодовом лазере DFB для известных значений дифракционной решетки m и длины лазера L. Изобразить конструкцию лазера DFB.
Таблица 2.1
|
Параметр лазера FP |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
L, мкм |
200 |
250 |
280 |
300 |
260 |
320 |
270 |
340 |
180 |
360 |
Таблица 2.2
|
Параметр лазера FP |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
, нм |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
|
n |
3,5 |
3,9 |
3,6 |
3,8 |
3,7 |
3,4 |
3,3 |
3,6 |
3,7 |
3,55 |
|
о, мкм |
0,4 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
0,48 |
0,5 |
0,4 |
0,45 |
0,47 |
0,49 |
|
R |
0,4 |
0,3 |
0,28 |
0,33 |
0,42 |
0,36 |
0,39 |
0,25 |
0,34 |
0,37 |
Таблица 2.3
|
Параметр лазера DFB |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
L, мкм |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
Таблица 2.4
|
Параметр лазера DBF |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
Порядок решетки m |
3 |
4 |
2 |
1 |
5 |
6 |
7 |
8 |
2 |
1 |
|
Шаг решетки d, мкм |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,08 |
|
Показатель преломления nЭ |
3,5 |
3,57 |
3,6 |
3,59 |
3,55 |
3,65 |
3,68 |
3,49 |
3,53 |
3,63 |
Для решения задачи 2 рекомендуется внимательно изучить в [13] страницы 21 – 40.
Частота моды определяется из соотношения:
(2.1),
где m – номер моды,
L – длина резонатора,
n – показатель преломления.
Расстояние между модами определяется из соотношения:
(2.2)
Добротность резонатора на центральной моде l 0определяется из соотношения:
(2.3)
Число мод в интервале D l определяется:
(2.4)
Для определения длины волны и частоты генерации одномодового лазера DFB необходимо воспользоваться соотношениями [13]:
(2.5),
(2.6)
(2.7)
3 Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона
Задача 3
По данным таблицы 3.1 построить зависимость выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него. Для заданных (по варианту) тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов (таблицы 3.2 и 3.3) определить графически изменение выходной модуляционной мощности Рмакси Рмини определить глубину модуляции h . По построенной характеристике указать вид источника.
Таблица 3.1
|
I, мА |
0 |
5 |
10 |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
|
Р1, мкВт |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
90 |
160 |
230 |
310 |
370 |
Таблица 3.2
|
Ток смещения |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
I, мА |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
Таблица 3.3
|
Амплитуда тока модуляции |
Номер варианта | |||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
I, мА |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Методические указания к задаче 3.
Для решения задачи необходимо внимательно изучить [14] с. 14 – 19, [24] с. 278 – 284.
Для определения глубины модуляции использовать соотношение 3.1:
(3.1)
Рекомендуется при построении графика Р (I) чертеж выполнить на миллиметровой бумаге в масштабе 1 мм : 0,2 мА и 1мм : 1,5 мкВт.