tìm hiểu nguồn quang trong hệ thống thông tin sợi quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN “THÔNG TIN QUANG” ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU NGUỒN QUANG TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG GVHD : TS.Hoàng Phương Chi Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Nhận xét giáo viên hướng dẫn: Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 MỤC LỤC A LỜI NÓI ĐẦU B NỘI DUNG Chương I: Giới thiệu chung nguồn quang 1.1 Khái niệm, chức 1.2 Phân loại .6 1.3 Các nguyên lý nguồn quang .7 2.3 Đặc tính kỹ thuật 13 2.3.1.Thông số điện 13 2.3.2.Công suất phát 13 2.3.3.Góc phát quang 14 2.3.9.Phổ LED 18 2.3.10.Vật liệu nguồn phát 19 2.4 Mạch phát quang dùng LED .20 2.4.1.Với tín hiệu đầu vào tín hiệu analog 20 2.4.2.Với tín hiệu đầu vào tín hiệu số 22 Chương III: Tìm hiểu nguồn phát quang Laser – LD .24 3.1 Cấu tạo 24 3.2 Cấu trúc 24 3.3 Nguyên lý hoạt động 25 3.4 Các đặc tính kỹ thuật 26 3.4.1.Thông số điện 26 3.4.2.Đặc tuyến P-I 26 3.4.3.Hiệu suất ghép quang .27 3.4.4.Điều kiện ngưỡng .27 3.4.6.Trạng thái tĩnh, trạng thái động .27 3.5 Nhiễu LD 28 3.5.1.Nhiễu lượng tử 28 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 3.5.2.Nhiễu thành phần .28 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ .29 3.7 Các nguồn LD đơn mode 29 3.7.1.Laser hồi tiếp phân tán - DFB (Distributed Feedback) 29 3.7.2.Laser phản xạ phân tán - DBR (Distributed Reflector) 29 3.7.3.Laser quang sợi 30 3.7.4.Laser khả bước sóng .30 3.8 So sánh LD với LED 31 C KẾT LUẬN .32 PHỤ LỤC 33 I Danh mục bảng biểu .33 II Danh mục hình ảnh .33 TÀI LIỆU THAM KHẢO .34 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 A LỜI NÓI ĐẦU Gắn liền với phát triển toàn nhân loại hệ thống thông tin liên lạc lại ngày quan trọng thiếu sống Và hệ thống thông tin quan trọng “hệ thống thông tin sợi quang” Cùng với tính ưu việt cáp sợi quang, với công nghệ đại, vật liệu chế tạo từ silicat (rẻ tiền, dễ kiếm) dây truyền sản xuất đại trà kéo theo giá thành cáp sợi quang ngày rẻ nhiều so với trước Chính hệ thống thông tin cáp quang chiếm ưu lớn toàn hệ thống thông tin liên lạc Với phát triển nhanh chóng hệ thống thông tin sợi quang, mạch phát quang hệ thống thông tin sợi quang phần vô quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn phát thiết bị viễn thông Nhờ có hệ thống thông tin sợi quang mà thiết bị thông tin quang hoạt động Chính vậy, trình học môn “thông tin quang”, chúng em chọn đề tài “tìm hiểu nguồn quang” để hiểu rõ thêm phận quan trọng hệ thống thông tin sợi quang Đây đề tài hay bổ ích cho chúng em hỗ trợ chúng em tiếp thu hiểu thêm sâu sắc học lớp Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 B NỘI DUNG Chương I: Giới thiệu chung nguồn quang 1.1 Khái niệm, chức Nguồn quang thiết bị phát quang, có chức chuyển đổi tín hiệu thông tin đầu vào tín hiệu điện thành tín hiệu quang tương ứng ghép vào sợi để truyền dẫn tín hiệu Thành phần chủ yếu phát tín hiệu quang nguồn quang, thường chế tạo từ vật liệu bán dẫn Ưu điểm nguồn quang kích thước nhỏ gọn, hiệu suất phát xạ cao, độ tin cậy đảm bảo, dải bước sóng phù hợp, vùng phát xạ hẹp tương xứng với kích thước lõi sợi khả điều chế trực tiếp tần số tương đối cao Sơ đồ phát quang biểu diễn hình sau: Hình 1: Sơ đồ phát quang 1.2 Phân loại Có loại nguồn quang sử dụng hệ thống thông tin sợi quang là: • Diode phát quang – LED (Light Emitting Diode) Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 • Laser bán dẫn – LD (Laser Diode) 1.3 Các nguyên lý nguồn quang 1.1.1 Nguồn quang sinh nào? Khi điện tử chuyển từ trạng thái lượng cao sang trạng thái lượng thấp hơn, theo định luật bảo toàn lượng giải phóng phần lượng độ chênh lệch hai mức lượng Năng lượng “tín hiệu điện” từ tín hiệu điện nhận qua chuyển đổi lượng điện – quang ta “tín hiệu quang” Đây nguồn quang 1.1.2 Các nguyên lý biển đổi điện quang Nguyên lí biến đổi điện - quang hệ thống thông tin sợi quang dựa ba tượng: • Hấp thụ (Absorption): tượng xảy có photon có lượng Ep = h.f bị hấp thụ điện tử trạng thái lượng thấp E1 Quá trình xảy lượng E p photon với độ chênh lệch lượng mức lượng cao E mức lượng thấp E1 điện tử, tức Ep = Eg = E2 – E1 Khi xảy tượng hấp thụ, điện tử nhận lượng từ photon chuyển lên trạng thái lượng cao • Phát xạ tự phát (Spontaneous Emission): tượng xảy điện tử chuyển trạng thái lượng từ mức lượng cao E2 xuống mức lượng thấp E1 phát lượng Eg = E2 – E1 dạng photon ánh sáng Quá trình xảy tự nhiên trạng thái lượng cao E2 trạng thái lượng bền vững điện tử • Phát xạ kích thích (Stimulated Emission): tượng xảy điện tử trạng thái lượng cao E bị kích thích photon có lượng Ep = h.f với độ chênh lệch lượng trạng thái lượng cao trạng thái lượng thấp điện tử (E p = Eg = E2 – E1) Khi đó, điện tử chuyển từ trạng thái lượng cao xuống trạng thái lượng thấp tạo photon có lượng với lượng photon kích thích ban đầu Như từ photon ban đầu sau xảy tượng phát xạ kích thích tạo Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 photon (photon ban đầu photon tạo ra) Photon tạo có tần số, pha, phân cực, hướng truyền với photon bị kích thích ban đầu Do ánh sáng tượng phát xạ kích thích tạo có tính kết hợp Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Chương II: Tìm hiểu nguồn phát quang – LED 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Về cấu tạo LED phát triển từ diode bán dẫn, hoạt động dựa tiếp giáp p-n phân cực thuận Quá trình phát xạ ánh sáng xảy LED dưa tượng phát xạ tự phát (hình 2.1) Trên thực tế LED có cấu trúc phức tạp hơn, gồm nhiều lớp bán dẫn để đáp ứng đồng thời yêu cầu kỹ thuật nguồn quang Hình 1: Cấu tạo nguyên lý hoạt động LED LED có cấu trúc dị thể kép có lớp bán dẫn p, n có độ rộng vùng cấm khác nhau, lớp bán dẫn p có độ rộng vùng cấm rộng ký hiệu P, lớp bán dẫn n có động rộng vùng cấm ký hiệu N Chọn lớp P, N có độ rộng vùng cấm khác để tạo hàng lớn Khi đặt hai lớp bán dẫn p n kế nhau, lớp tiếp giáp p-n, điện tử bán dẫn n khuyếch tán sang bán dẫn p để kết hợp với lỗ trống Kết tiếp Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 giáp p-n tạo nên vùng có hạt mang điện (điện tử hay lỗ trống) nên gọi vùng Lưu ý p chất bán dẫn có thừa lỗ trống (mang điện tích dương), n chất bán có thừa điện tử (mang điện tích âm) hai bán dẫn trung hòa điện Tại vùng hiếm, bán dẫn n số điện tử nên mang điện tích dương, bán dẫn p nhận thêm số điện tích âm Điều tạo nên điện trường V D ngăn không cho hạt mang điện khuếch tán qua lại bán dẫn p n Khi phân cực thuận (V>VD) điện tử bán dẫn n vượt qua vùng tiếp giáp p-n chạy phía cực dương nguồn điện (đồng thời lỗ trống phía cực âm nguồn điện), tạo thành dòng điện chạy qua bán dẫn p-n Đây nguyên lý hoạt động diode bán dẫn Trong trình điện tử từ bán dẫn n chạy điện cực dương, điện tử gặp lỗ trống bán dẫn p (bán dẫn có thừa lỗ trống) Khi đó, điện tử lỗ trống kết hợp với tạo liên kết cộng hóa trị nguyên tử bán dẫn Xét mặt lượng điện tử kết hợp với lỗ trống có nghĩa điện tử chuyển từ trạng thái lượng cao (vùng dẫn) sang trạng thái lượng thấp (vùng hóa trị) giống tượng phát xạ tự phát Khi đó, theo định luật bảo toàn lượng, bán dẫn phát lượng với độ chênh lệch lượng vùng dẫn vùng hóa trị Nếu chất bán dẫn sử dụng có dải cấm lượng trực tiếp lượng phát dạng photon ánh sáng, nguyên lý phát xạ ánh sáng diode phát quang LED 2.2 Phân loại Về cấu trúc, LED chia làm bốn loại: • • • • LED Planar (Planar LED) LED Dome (Dome LED) LED phát xạ mặt - SLED (Surface-emitting LED) LED phát xạ cạnh - ELED (Edge-emitting LED) Trong bốn loại LED này, LED planar LED dome không sử dụng thông tin quang cho dù có cấu tạo đơn giản (xem hình 2.2 2.3) hai loại LED có vùng phát quang rộng, ánh sáng phát tính định hướng để ghép ánh sáng vào sợi quang cách hiệu Thay vào đó, hai loại LED sử dụng ứng dụng hiển thị, quảng cáo thiết bị điện tử, TV, đèn bảng hiệu… 10 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Ví dụ: phổ phát LED Ga 1-xAlxAs với x = 0.08 có bước sóng đỉnh λ = 810 nm độ rộng phổ nửa công suất = 36nm Trong dải giá trị < x < 0.37 tính theo công thức nghiệm sau: Eg(eV) = 1.424 + 1.266.x + 0.266.x2 Bảng 1: Bảng tổng hợp số vật liệu với dải cấm bước sóng Loại vật liệu Tên vật liệu Các vật liệu GaP (Gali - Phốtpho) AlAs (Nhôm - Asen) hai thành GaAs (Gali - Asen) phần InP (Indi - Phốtpho) InAs (Indi - Asen) Các vật liệu AlGaAs (Nhôm - Gali - Asen) InGaAsP (Indi - Gali – Asen ba bốn Phốtpho) thành phần Dải cấm (eV) 2,240 2,090 1,424 1,350 0,340 1,42 - 1,61 0,74 - 1,13 Bước sóng (nm) 0,55 0,59 0,87 0,93 3,60 0,77 – 0,87 1,10 – 1,67 2.4 Mạch phát quang dùng LED 2.4.1 Với tín hiệu đầu vào tín hiệu analog 20 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Hình 12: Mạch phát quang dùng LED với tín hiệu đầu vào tín hiệu analog Sơ đồ khối mạch phát quang dùng LED với tín hiệu điều chế tín hiệu analog hình 2.12 trên, bao gồm thành phần sau: • Tranzitor lưỡng cực loại NPN: làm việc phần tử tuyến tính mạch điện, khả biến đổi tín hiệu điện mà làm việc khóa điện tử mạch (khóa đóng tranzitor dẫn bão hòa, khóa hở tranzitor chế độ ngắt) • Điện trở R1, R2: dùng để định thiên cho mạch vào tranzitor • Tụ điện C: có chức loại bỏ thành phần chiều đầu vào tranzitor, cho thành phần xoay chiều qua • Nguồn phát quang LED: dùng để phát tín hiệu quang để truyền sợi quang Nguyên lý hoạt động mạch cụ thể sau: cho tín hiệu điều chế analog Vs vào mạch điện, điện áp đặt lên lối vào mạch điện có hai giá trị mức cao mức thấp Trong mạch điện, tranzitor hoạt động khóa điện tử, hoạt động chế độ ngắt (tranzitor đóng) chế độ dẫn bão hòa (tranzitor thông) Do đầu vào tranzitor: • Khi Vs mang giá trị dương, tranzitor thông (tranzitor hoạt động chế độ dẫn bão hòa), tranzitor có điện trở nhỏ có dòng điện lớn qua LED, làm cho LED sáng phát tín hiệu quang với công suất phát LED cực đại 21 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 • Khi Vs mang giá trị âm, tranzitor tắt (tranzitor hoạt động chế độ ngắt), tranzitor có điện trở lớn qua tranzitor có dòng điện ngược nhỏ tiếp giáp góp ICBo (ICBo ~ 0) Còn dòng điện ngược tiếp giáp phát I BEo nhỏ so với ICBo nên coi I BEo = Như mạch cực E tranzitor coi hở mạch, dòng điện chạy qua LED, làm cho LED tắt, không phát tín hiệu quang công suất phát LED cực tiểu 2.4.2 Với tín hiệu đầu vào tín hiệu số Hình 13: Mạch phát quang dùng LED với tín hiệu đầu vào tín hiệu số Sơ đồ khối mạch phát quang dùng LED với tín hiệu điều chế tín hiệu số hình 2.13 bao gồm thành phần sau: • Tranzitor lưỡng cực loại NPN: hoạt động phần tử tuyến tính mạch, khả biến đổi tín hiệu đầu vào, mà làm việc khóa điện tử 22 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 • Điện trở R1 R2: dùng để định thiên cho mạch vào tranzitor • Cổng NAND: cổng logic có chức cộng tín hiệu số đầu vào để tạo tín hiệu số đầu theo quy luật 0+0=1, 0+1=0, 1+0=0, 1+1=0 • Nguồn phát quang LED: dùng để phát tín hiệu quang để truyền sợi quang Nguyên lý hoạt động mạch cụ thể sau: cho tín hiệu điều chế số Vs vào mạch điện, tín hiệu Vs có hai mức giá trị mức (mức cao) mức (mức thấp) thì: • Khi Vs = 0, sau Vs qua cổng NAND Vs = làm cho tranzitor thông Do dòng điện qua tranzitor mà dòng qua LED làm cho LED tắt, không phát tín hiệu quang công suất phát LED cực tiểu • Khi Vs = 1, sau Vs qua cổng NAND Vs = làm cho tranzitor tắt, dòng qua tranzitor có dòng điện qua LED, làm cho LED sáng, phát tín hiệu quang với công suất phát LED cực đại 23 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Chương III: Tìm hiểu nguồn phát quang Laser – LD 3.1 Cấu tạo Về bản, cấu tạo laser có đặc điểm sau: • Cấu trúc gồm nhiều lớp bán dẫn p, n • Ánh sáng phát giữ lớp tích cực (active layer) • Lớp tích cực mỏng, làm vật liệu có chiết suất lớn kẹp hai lớp P N có chiết suất nhỏ Cấu trúc tạo thành ống dẫn sóng • Ánh sáng laser phát phía cạnh, giống LED phát xạ cạnh (ELED) • Ở hai đầu lớp tích cực hai lớp phản xạ với hệ số phản xạ R < Cấu trúc tạo thành hốc cộng hưởng Fabry - Perot Ánh sáng tạo phản xạ qua lại hốc cộng hưởng Loại laser có cấu trúc hốc cộng hưởng FabryPerot gọi laser Fabry – Perot • Ánh sáng đưa qua phần cắt nhẵn mặt phản xạ Hình 1: Cấu tạo nguồn phát Laser 3.2 Cấu trúc Tương tự LED phức tạp hơn, cấu trúc LD minh họa hình sau: 24 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Hình 2: Cấu trúc LD Trong đặc biệt phải nói đến thành phần hốc cộng hưởng với gương phản chiếu gây nên tượng cộng hưởng ánh sáng 3.3 Nguyên lý hoạt động Trước tiên, để LD hoạt động cần cấp nguồn cách Cách cấp nguồn cho LD phân cực thuận cho LD Nguyên lý hoạt động LD dựa hai tượng sau: • Hiện tượng phát xạ kích thích: tạo khuếch đại ánh sáng Laser Khi xảy tượng phát xạ kích thích, photon ánh sáng kích thích điện tử vùng dẫn tạo photon thứ hai Hai photon tiếp tục trình phát xạ kích thích để tạo nhiều photon theo cấp số nhân Các photon tạo có tính kết hợp (cùng tần số, pha, hướng phân cực) Như vậy, ánh sáng kết hợp khuếch đại • Hiện tượng cộng hưởng sóng ánh lan truyền Laser: trình chọn lọc tần số (hay bước sóng) ánh sáng Theo đó, sóng ánh sáng có tần số (hay bước sóng) thỏa điều kiện pha hốc cộng hưởng lan truyền cộng hưởng hốc cộng hưởng Cụ thể hơn: lazer cấp nguồn xuất điện từ trường E làm cho điện tử từ bán dẫn N lỗ trống bán dẫn P dịch chuyển vào lớp tích cực Tại điện tử tái hợp lỗ trống, tạo ánh sáng Ánh sáng lan truyền lớp tích cực gặp gương phản xạ kích thích điện tử tái hợp lỗ trống tạo lượng ánh sáng Một phần qua gương để vào sợi quang 25 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 3.4 Các đặc tính kỹ thuật 3.4.1 Thông số điện Hình 3: Sự phụ thuộc công suất Laser vào dòng điện Khi kích thích dòng điện nhỏ LD hoạt động chế độ phát xạ tự phát phát công suất thấp Khi kích thích dòng điện lớn LD hoạt động chế độ kích thích nên công suất quang tăng nhanh tương ứng theo dòng Dòng điện ngưỡng LD thay đổi theo nhiệt độ Đối với LD cũ dòng điện ngưỡng có giá trị 50÷100mA Đối với LD loại dòng điện ngưỡng có giá trị 10÷20mA Dòng điện kích thích từ vài chục đến vài trăm mA Điện áp sụt LD từ 1,5÷2,5V 3.4.2 Đặc tuyến P-I Hình 4: Đặc tuyến P-I LD, SLED ELED Laser hoạt động chế độ phát xạ kích thích dòng điện kích thích lớn dòng điện ngưỡng Ith 26 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 So với LED, Laser có công suất phát quang lớn với dòng điện kích thích (với điều kiện I>I th) 3.4.3 Hiệu suất ghép quang Với vùng phát sáng nhỏ góc phát sáng hẹp nên hiệu suất ghép ánh sáng vào sợi quang cao Trung bình hiệu suất ghép quang laser khoảng: • 30%-50% với sợi đơn mode • 60%-90% với sợi đa mode 3.4.4 Điều kiện ngưỡng Trong trình phát xạ kích thích, công suất số photon không khỏi khoang cộng hưởng mà bị dập tắt bên khoang hệ số suy hao khoang Vì để đảm bảo có photon ánh sáng phát khoang cộng hưởng độ lợi khuếch đại phải bù lại với hệ số suy hao khoang, tức tượng phát xạ kích thích xảy phải đủ lớn Đây điều kiện ngưỡng Laser Biên độ tín hiệu quang sau lộ trình: E = E0 exp(gL) (R1.R2)1/2 exp(-αintL) exp(2ikL) đó: E0: biên độ trước lộ trình L: chiều dài lớp tích cực αint: suy hao bên hộp cộng hưởng R: hệ số phản xạ Điều kiện để phát xạ LD biên độ sau lộ trình phải lớn biên độ ban đầu pha sau lộ trình không đổi 3.4.5 Phương trình tốc độ Phương trình tốc độ mô tả mối quan hệ số photon hạt tải khoang cộng hưởng Sự thay đổi theo thời gian nồng độ điện tử N c nồng độ photon Nph Laser biểu diễn hệ phương trình tốc độ sau: đó: I: cường độ trường quang q = 1,6.10-19 C: điện tích điện tử V: thể tích vùng tích cực τc: thời gian sống hạt tải τph: thời gian sống photon Rsp = G.τsp: tốc độ phát xạ tự phát G: số biểu diễn cho khả phát xạ kích thích Laser 3.4.6 Trạng thái tĩnh, trạng thái động 27 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Trạng thái tĩnh Laser xác định nồng độ điện tử nồng độ photon lớp tích cực không thay đổi theo thời gian, hay Trạng thái động Laser xảy dòng điện kích thích thay đổi theo thời gian 3.5 Nhiễu LD Nhiễu laser xảy tín hiệu quang phát không ổn định : • Công suất phát quang • Bước sóng phát quang • Độ rộng phổ Nguyên nhân gây nhiễu là: • Nhiễu lượng tử (quantium noise ) • Nhiễu thành phần (partition noise) nguồn quang đa mode • Sự không ổn định nguồn quang • Sự phản xạ ánh sáng vào nguồn quang 3.5.1 Nhiễu lượng tử Là nhiễu tạo ngẫu nhiên trình phát xạ photon ánh sáng Nhiễu lượng tử làm cho công suất phát quang đầu không ổn định Nó phụ thuộc vào: • Tần số điều chế tín hiệu quang: tần số cao ảnh hưởng lớn • Nguồn quang đa mode hay đơn mode: ảnh hưởng nhiều Laser đa mode • Dòng điện phân cực: nhiễu giảm dòng điện phân cực lớn dòng ngưỡng Laser • Sự không ổn định nguồn quang :  Nguồn quang chất lượng suy giảm theo thời gian sử dụng  Đặc tính kỹ thuật nguồn quang thay đổi dòng điện cung cấp thay đổi 3.5.2 Nhiễu thành phần Xảy nguồn quang đa mode, mode phát không ổn định Sự thay đổi nhiệt độ làm ảnh hưởng phân bố công suất mode dọc 28 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Hình 5: Nhiễu thành phần nguồn quang đa mode 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ Xảy Laser nhiều so với LED, làm thay đổi số tính chất nguồn quang, gồm: • Bước sóng phát quang • Công suất phát quang 3.7 Các nguồn LD đơn mode 3.7.1 Laser hồi tiếp phân tán - DFB (Distributed Feedback) Quá trình cộng hưởng chọn lọc tần số xảy Laser DFB thực nhờ cấu trúc cách tử Bragg đặt bên cạnh, dọc theo vùng tích cực laser Sóng ánh sáng phát xạ laser lan truyền dọc theo vùng tích cực phản xạ đoạn dốc cách tử Hình 6: Cấu trúc Laser hồi tiếp phân tán - DFB 3.7.2 Laser phản xạ phân tán - DBR (Distributed Reflector) Cấu tạo Laser DBR ứng dụng cấu trúc cách tử Bragg Laser DFB Tuy nhiên, Laser DBR, cách tử Bragg không đặt bên cạnh, dọc theo lớp 29 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 tích cực Laser DFB Thay vào đó, cách tử Bragg đặt hai đầu vùng tích cực, đóng vai trò gương phản xạ hốc cộng hưởng Hình 7: Cấu trúc Laser phản xạ phân tán - DBR 3.7.3 Laser quang sợi Laser quang sợi loại Laser cấu tạo trực tiếp sợi quang, tức khoang cộng hưởng Laser sợi quang pha tạp thêm nguyên tố đất Erbium, ytterbium, neodymium, dyspromium, praseodysium, praseodymium thulium Loại laser tương đối giống với khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium Hình 8: Mô hình Laser quang sợi 3.7.4 Laser khả bước sóng Là loại laser cho phép thay đổi bước sóng đầu điều khiển bên Một vài loại cho phép điều chỉnh liên tục dãy bước sóng 30 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 Hình 9: Ảnh hưởng nhiệt độ Laser 3.8 So sánh LD với LED Bảng 1: Bảng so sánh thông số LED LD Loại Thông số Dòng ngưỡng Điện áp sụt Công suất phát Góc phát quang Hiệu suất ghép quang Độ rộng phổ Tuyến tính Thời gian chuyển Ảnh hưởng nhiệt độ Giá thành Sản xuất Nguyên lý phát xạ Ứng dụng LED LD 30 - 300mA 1,5 - 2,5V - 10mW Tiếp xúc mặt 1200 Tiếp xúc mặt - 5% Phát xạ rìa - 15% 35 - 100nm Tốt Chậm Ít Thấp Dễ Tự nhiên Tốc độ thấp, truyền dẫn 10 - 20mA 1,5 - 2,5V - 50mW - 100 Sợi đơn mode 30 - 50% Sợi đa mode 60 - 90% - 4nm Tốt Nhanh Nhiều cao Khó Kích thích Tốc độ cao, truyền dẫn thông tin cự li gần thông tin cự li xa 31 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 C KẾT LUẬN Qua trình làm tập lớn lần với đề tài “tìm hiểu nguồn quang”, chúng em tìm hiểu nhiều thông tin bổ ích nguồn phát quang, kiến thức bản, đặc điểm hai loại nguồn quang sử dụng hệ thống thông tin quang sợi LED Laser Diode Chắc chắn kiến thức giúp ích nhiều cho chúng em sau Chúng em nhận thấy hệ thống thông tin sợi quang nói chung hệ thống rộng, ngày nâng cấp, phát triển theo tiến công nghệ, kỹ thuật chế tạo nguồn quang nằm xu Do đó, nội dung báo cáo chưa thể đề cập hết vấn đề tìm hiểu sâu mặt Hướng phát triển báo cáo tìm hiểu kĩ nguồn quang sử dụng tương lai Trong trình thực đề tài, hướng dẫn, bảo tận tình cô Hoàng Phương Chi, kiến thức, hiểu biết chúng em hạn chế nên đề tài chưa hoàn thiện tốt Vì thế, chúng em mong nhận đóng góp cô để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! 32 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 PHỤ LỤC I Danh mục bảng biểu II Danh mục hình ảnh 33 Báo cáo tập lớn môn “thông tin quang” 2016 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang”, NXB Bưu điện, 2008 [2] HV CNBCVT, “Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin quang”, 2013 [3] http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-nguon-quang-va-cac-mach-phat-quangmach-phat-quang-trong-led-laser-kich-thich-tin-hieu-tuong-tu-va-so-4888/, truy nhập lần cuối ngày 29/02/2016 [4] http://text.123doc.org/document/1080318-tai-lieu-nguon-quang-trong-thong-tinquang-pdf.htm, truy nhập lần cuối ngày 01/03/2016 [5] http://tailieu.tv/tai-lieu/cac-dac-tinh-ky-thuat-cua-nguon-quang-7196/, truy nhập lần cuối ngày 28/02/2016 [6] http://tailieu.vn/tag/nguon-phat-quang.html, truy nhập lần cuối ngày 29/02/2016 Và số tài liệu tham khảo khác… 34 ... trước Chính hệ thống thông tin cáp quang chiếm ưu lớn toàn hệ thống thông tin liên lạc Với phát triển nhanh chóng hệ thống thông tin sợi quang, mạch phát quang hệ thống thông tin sợi quang phần... đến nguồn phát thiết bị viễn thông Nhờ có hệ thống thông tin sợi quang mà thiết bị thông tin quang hoạt động Chính vậy, trình học môn thông tin quang , chúng em chọn đề tài tìm hiểu nguồn quang ... môn thông tin quang 2016 A LỜI NÓI ĐẦU Gắn liền với phát triển toàn nhân loại hệ thống thông tin liên lạc lại ngày quan trọng thiếu sống Và hệ thống thông tin quan trọng hệ thống thông tin sợi