Fiberoptisk kommunikasjonssender

Halvlederkomponentene som ofte brukes som lyskilder i fiberoptiske kommunikasjonssystemer er lysemitterende dioder (LED) eller laserdioder. Hovedforskjellen mellom LED og laserdiode er at lyset som sendes ut av førstnevnte er usammenhengende, mens sistnevnte er sammenhengende. Fordelene ved å bruke halvledere som lyskilder er liten størrelse, høy lysende effektivitet, god pålitelighet og muligheten til å optimalisere bølgelengden. Enda viktigere er at halvleder lyskilder kan moduleres direkte under høyfrekvent drift, noe som er veldig egnet for behovene til fiberoptiske kommunikasjonssystemer.

LED -er avgir usammenhengende lys gjennom prinsippet om elektroluminescens, med et spekter som vanligvis er spredt mellom 300 og 600 nanometer. En annen ulempe med LED er den dårlige lysende effektiviteten, vanligvis bare 40-50% av inngangskraften kan konverteres til optisk kraft, og konsumere om 50-60 MW (Milliwatt) av kraft. På grunn av de lave kostnadene for LED, brukes det imidlertid ofte i lavprisede applikasjoner. Hovedmaterialene som vanligvis brukes i optisk kommunikasjon for LED -er er gallium arsenid eller gallium arsenid fosfor (GAASP), med sistnevnte som sender lys i en bølgelengde på rundt 1300 nanometer, noe som er mer egnet for fiberoptisk kommunikasjon enn galliumarsenides 810 til 870 nanometre. På grunn av det brede spektrale området av lysdioder, er det alvorlig spredning, noe som også begrenser produktet av overføringshastigheten og overføringsavstanden. LED -er brukes vanligvis i lokale nettverk (LAN) med overføringshastigheter fra 10 MB\/s til 100 MB\/s, og overføringsavstandene er også i løpet av noen få kilometer. For tiden er det også LED -strukturer som inneholder flere kvantebrønner, slik at lysdioder kan avgi lys av forskjellige bølgelengder og dekke et bredt spekter. Denne typen LED er mye brukt i regionale bølgelengdedivisjonsmultiplexing nettverk.

Utgangskraften til halvlederlasere er vanligvis rundt 100 milliwatt, og de er sammenhengende lyskilder med relativt sterk retning. Koblingseffektiviteten med enkeltmodusfibre kan vanligvis nå 50%. Det smale utgangsspekteret til laser hjelper også til å øke overføringshastigheten og redusere modal spredning. Halvlederlasere kan også moduleres ved relativt høye driftsfrekvenser på grunn av deres veldig korte rekombinasjonstid.

Halvlederlasere kan vanligvis modulere deres koblingstilstand og utgangssignal direkte med inngangsstrømmen, men for noen applikasjoner med veldig høye overføringshastigheter eller lange overføringsavstander, kan laserkilden kontrolleres i form av en kontinuerlig bølge, for eksempel å bruke et eksternt elektroabsorpsjonsmodulator eller Mach Zehnder -interferometer for å modulere optisk signal. Eksterne modulasjonskomponenter kan redusere "kvitringspulser" betydelig. Kirede pulser kan utvide spektrallinjebredden på laseren, noe som fører til alvorlig spredning i fiberen.