Một nguồn phự hợp cho thụng tin quang sử dụng sợi quang đa mode là LED ( light-emitting-diode). LED cú cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, bền và thời gian làm việc lõu. Một hệ thống thụng tin bỡnh thường cú thể sử dụng diode
thụng thường ở vựng bước súng nhỡn thõý. Để đỏp ứng yờu cầu cao hơn như: hệ thụng tin tốc độ cao Mbit/s, sử dụng nhiều lần trờn một khoảng cỏch lớn hàng km thỡ diode phỏt vựng hồng ngoại được phỏt triển và tối ưu cho cỏc cửa sổ quang học 800-900nm và 1300 nm.
Cỏc diode phỏt quang sử dụng cho thụng tin quang phải bảo đảm cỏc yờu cầu sau đõy:
1. Bước súng phỏt thuộc vựng suy giảm thấp của sợi quang và tỏn sắc thấp.
2. Thời gian làm việc tăng và phỏt trong một vạch phổ đặc biệt đủ nhỏ và bảo đảm tốc độ truyền .
3. Cấu tạo của LED sao cho ỏnh sỏng phỏt ra trong vựng hoạt động nhỏ, và phải vuụng gúc với tiếp xỳc .
Vớ dụ: LED GaAs phỏt bước súng 900 nm.
Một LED đơn giản nhất cho hệ thống thụng tin quang là LED GaAs khuếch tỏn Zn, SFH 407 (xem hỡnh 1.11). Hỡnh 1.12 mụ tả mặt cắt ngang diode. Diode này cú đường kớnh 400àm và chiều cao 240àm. Diode chứa một vựng 200àm ở trờn đỉnh, từ đõy bức xạ ỏnh sỏng hồng ngoại phỏt ra. Bức xạ này được đưa vào sợi quang. Diode này được chế tạo theo cụng nghệ phẳng, bắt đầu bằng một tấm pha tạp GaAs (loại bỏn dẫn n) cú diện tớch 10 cm2 với mật độ sai phạm thấp ( < 4000/cm2) nhằm mục đớch giảm mất mỏt do tỏi hợp ở cỏc điểm khiếm khuyết của tinh thể. Sau đú một lớp Al2O3 được sử dụng như một mặt nạ khuếch tỏn được phun lờn tấm GaAs và cửa sổ khuếch tỏn được mở ra.
Lớp khử phản xạ Si3N4
Hỡnh 1.11 ảnh bề ngoài LED SFH 407 Lớpcỏch li Al2O3 p- GaAs 200àm Khuếch tỏn Zn n- GaAs nền Tiếp xỳc n
Hỡnh 1.12 Cấu trỳc của LED SFH 407
Tiếp tục bỏn sản phẩm được đưa vào một ampul kớn và thực hiện quỏ trỡnh khuếch tỏn kộm, Zn. Sau khi khuếch tỏn tiếp xỳc p-n hỡnh thành. Cuối cựng ta phun lờn mặt của lớp p- GaAs khuếch tỏn một lớp khử phản xạ Si3O4.
Do khuếch tỏn Zn nờn bước súng phỏt của LED SFH 407 là 900 nm với độ rộng phổ 40 nm. Cụng suất bức xạ phỏt tăng theo dũng ỏp vào. Nếu dũng 100 mA thỡ cụng suất phỏt cỡ 3mW. Phõn bố gúc của cường độ tuõn theo định luật cos (định luật Lamber). LED này sử dụng cho sợi quang cú lừi lớn. Đối với sợi quang cú đường kớnh 200 àm và khẩu độ số NA = 0,4 thỡ cụng suất bức xạ đưa vào sợi quang của SFH 407 thụng thường là 120àW ở giỏ trị dũng100mA. Trờn hỡnh 1.13 là sự phụ thuộc của cụng suất đưa vào sợi quang vào khoảng cỏch từ trục sợi quang với một vài giỏ trị khoảng cỏch giữa LED và mặt đầu sợi quang.
1,0 Cụng suất tương đối
0 àm 100 200 300
0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 -200 -100 0 100 200 àm Khoảng cỏch từ tõm sợi quang
Hỡnh 1.13 Cụng suất tương đối đưa vào sợi quang đường kớnh 200àm, khẩu độ số 0,4 của LED SFH407