Người ta sử dụng các diode Fabry-Perot như một nguồn quang thụ động trong các ONU. Một nguồn quang này có độ rộng phổ hẹp có thể được tạo thành từ một Laser diode FP đa mode sau khi khóa phun với một nguồn Laser dơn mode.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG II
Hình 2.9 Cấu trúc của Laser Diode Fabry-Perot
Về cơ bản, cấu tạo của Laser gồm nhiều lớp bán dẫn p, lớp bán dẫn n và lớp tích cực. Ánh sáng phát ra và được giữ trong lớp tích cực (lớp tích cực là lớp rất mỏng, làm bằng vật liệu có chiết suất lớn kẹp giữa 2 lớp p và n có chiết suất nhỏ hơn). Ở hai đầu lớp tích cực là hai lớp phản xạ với hệ số phản xạ R<1. Cấu trúc này tạo thành hốc cộng hưởng Fabry-Perot. Ánh sáng được tạo ra và phản xạ qua lại trong hốc cộng hưởng này.
Nguyên lý hoạt động của Laser này dựa trên hiện tượng phát xạ kích thích và hiện tượng cộng hưởng, hiện tượng phát xạ kích thích ở đây tạo ra sự khuếch đại ánh sáng trong Laser. Khi xảy ra phát xạ kích thích, photon ánh sáng kích thích điện tử ở vùng dẫn tạo ra một photon thứ hai. Hai photon tiếp tục quá trình phát xạ kích thích tạo ra nhiều photon theo cấp số nhân, các photon được tạo ra có tính kết hợp nên ánh sáng kết hợp được khuếch đại. Còn khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì chỉ những ánh sáng có tần số hoặc bước sóng thỏa mãn điều kiện về pha của hốc cộng hưởng thì mới có thể lan truyền và cộng hưởng được. Như vậy, sóng ánh sáng do Laser phát xạ bị giới hạn làm giảm độ rộng phổ Laser so với LED.
Nguyên tắc hoạt động của nguồn quang khóa phun Laser diode Fabry-Perot như được minh họa như trên hình vẽ 2.10. Nguồn sóng liên tục CW phát ra từ bên ngoài được phun vào khoang Fabry-Perot. Laser sau đó sẽ khóa tại bước sóng phun vào. Do đó, nguồn quang khóa phun Laser diode Fabry-Perot lại phát ra tại cùng các bước sóng như bước sóng phun vào. Nhờ vào khả năng khuếch đại của Laser để điều chế trực tiếp, tín hiệu quang đầu ra được mã hóa và mang dữ liệu đường lên. Một lớp chống phản xạ cao được phủ vào mặt trước để tăng cường độ nhạy công suất đầu vào.
Hình 2.10 Nguyên lý hoạt động của nguồn quang khóa phun Laser diode Fabry-Perot
Hình 2.11 Hệ thống WDM-PON sử dụng nguồn quang khóa phun Laser- diode
Nhược điểm của loại nguồn này là bị giới hạn về tốc độ và khoảng cách truyền dẫn. Ngoài ra nó cần phải sử dụng một nguồn sáng băng rộng bên ngoài để hoạt động. Tuy nhiên, ưu điểm của loại nguồn này là giá thành thấp, do đó nó là một trong những loại nguồn được ưu tiên sử dụng.