南邮光纤通信系统第4章1节作业资料.doc

南邮光纤通信系统第4章1节作业

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第四章1节作业

1、光纤通信系统用的光检测器是怎样偏置外加工作电压的？
答：反向偏置。
足够大的反向偏置电压，目的是使本征区中的载流子完全耗尽，形成高电场耗尽区。使入射到检测器上的光子能量高速度、高效率转换成光生电子。APD管加上更高反向电压，可以形成雪崩倍增增益。

2、比较PIN光电检测器与APD光电检测器，各自有那些特点？
答：（1）PIN 光电二极管没有倍增，使用简单，工作偏压低(5-10V)，不需要任何控制。
在较大光功率注入下，PIN接收机噪声性能要比APD接收机噪声性能（信噪比降低Gx 倍）优越。
（2）APD 具有很高的内部倍增因子（通过合理设计，可以使APD工作在最佳倍增状态），这样接收灵敏度比PIN光检测器高。
但由于APD需要较高的工作偏压（200V）以及其倍增特性受温度的影响较严重因此使用起来也比较复杂，需要AGC电路对APD的工作偏压进行精细控制，在要求较高的数字光接收机中，还必须对APD采取温度补偿措施。
在较小光功率注入下，APD接收机噪声性能（信噪比提高G2 倍）要比PIN接收机噪声性能优越。

3、光电检测器转换能力的物理量有哪些？写出其表达式。
答：量子效率h和响应度R0

4、现有1011个光子／秒，光子能量为1.28×10-19J，入射到一个理想的光电二极管上，计算：
(a)入射光波长；
(b)输出光电流大小；
(c)若这是一个APD，其G=18，计算光电流。
解：

＝1554nm

5、有一个PIN光电二极管，其h=O.9，l=1300 nm，入射光功率P0=-37 dBm。计算：
(a)光电流大小；
(b)当负载电阻RL等于50W，1000W及lOMW时的输出电压。
解：

＝0.94（A/W）

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