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文档简介
光源和光放大器发光二极管发光二极管的工作特性激光器原理半导体激光器半导体激光器的工作特性窄谱宽和可调谐半导体激光器光放大器光纤激光器垂直腔面发射激光器2通信用光器件：光有源器件：需要外加能源驱动工作的光器件。光无源器件：不需要外加能源驱动工作的光器件。功能：实现系统各组成间信道的互通、分路/和路、复用/解复用、光路转接、波长/频率选择、功率控制、噪声滤除、反向隔离、偏振选择控制等。3光有源器件：光源：半导体激光器（LD）分布反馈（DFB）激光器发光二极管（LED）光检测器：光电二极管（PD）PIN光电二极管雪崩光电二极管（APD）光放大器：掺铒光纤放大器（EDFA）4光无源器件：光纤连接器和接头光耦合器光隔离器与光环行器光调制器光波分复用器/解复用器光开关56半导体激器气体激光器固体激光器二氧化碳激光器半导体光源优点：体积小效率高可靠性高工作波长与光纤低损耗窗口相对应便于光纤耦合调制速率高半导体光源：
在注入电流作用下，电子从低能级跃迁到高能态，形成粒子数反转，电子再从高能态跃迁到低能态产生光子而发光。7能级理论：原子由原子核和核外沿固定轨道旋转的电子组成；电子在特定的能级中运动，并通过与外界交换能量发生能级跃迁；能级所对应的能量值是离散的。能带理论——针对半导体材料价带导带8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hυ等于导带价带能量差，即hυ＝Ec-Ev＝Eg。发光过程：
自发发射：处于高能态的电子按照一定的概率自发地跃迁到低能态上，并发射一个能量为E2-E1的光子；
9受激发射：处在高能态的电子在外界光场的感应下，发射一个和感应光子一模一样的光子，跃迁到低能态。10自发发射
光子随机地向各个方向发射，每次发射没有确定的相位关系—非相干光。
LED通过自发发射过程发光。11受激发射
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通过受激发射过程发光。12半导体的能带：半导体材料的的能级结构不是分离的能级，而是有一定宽度的带状结构。价带（能量较低）导带（能量较高）禁带13
能级、费米-狄拉克统计分布和费米能级由物理学知识知道，物质是由原子构成的，原子又是由原子核及其外围电子来构成，而电子围绕原子核运动只能有某些一定的不连续的轨道。由于沿每个轨道运行时就有一定相应的能量，这些分立的能量值就称为能级。14
半导体中的电子虽然是作无规则运动，但是，从量子统计学观点来看，电子在不同能级上占据的几率f(E)还是有规律的，他们服从费米-狄拉克统计分布规律。1516即式中，f（E）——能量为E的能级被一个电子占据的几率；
E——某一能级的能量值；
k——玻耳兹曼常数，k=1.38×10-23J/K(焦耳/开)；
T——绝对温度
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