光纤通信中的光检测器件有（）。

此题为判断题(对，错)。

A.半导体发光二极管

B.光电二极管

C.雪崩光电二极管

D.半导体激光器

A. 灵敏度高（响应度高）

B. 噪声低

C. 工作电压低

D. 以上说法全正确

A、激光器、发光二极管

B、分布反馈激光器、PIN光电二极管

C、半导体激光器、光检测器、分布反馈激光器

D、光源、光检测器、光放大器

A.半导体激光二极管

B.发光二极管

C.光电检测器

D.固体激光器

A、光耦合器

B、光隔离器

C、光衰减器

D、光纤连接器

A.光传输设备

B.测试仪器与专用工具

C.光器件

D.光纤光缆及附件

此题为判断题(对，错)。

  实验目的

  (1)通过实验，了解发光二极管(LED)的发光原理和相关特性；

  (2)掌握发光二极管(LED)的特性参数的测量方法。

  实验内容

  (1)测试LED的P—I特性；

  (2)测试LED的模拟调制特性；

  (3)测试LED的调制带宽。

  实验设备器材

  (1)正弦波信号发生器  1台

  (2)方波脉冲发生器  1台

  (3)直流稳压电源  1台

  (4)光功率计  1台

  (5)毫安表  1只

  (6)万用表  1只

  (7)带尾纤的发光二极管  1只

  (8)可变电阻、阻容元件及晶体管等元件多只

  实验原理

  光纤通信中的有源光电子器件主要涉及光的发送和接收，发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)是最重要的光发送器件，PIN光电二极管和APD光电二极管则是最重要的光接收器件。

  发光二极管(LED)是一种直接注入电流的电致发光器件，其半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时发射出光子，属自发辐射跃迁。LED为非相干光源，具有较宽的谱宽(30～60nm)和较大的发射角(≈100°)，常用于低速、短距离光传输系统。

  1．LED的结构与原理

  发光二极管由P型和N型半导体组合而成。其结构示意如下图所示。实际是将PN结管芯烧结在金属或陶瓷底座上，然后用透明环氧树脂封装而成。

  其工作原理是，当PN结加上正向电压时，结区势垒降低，P区的空穴载流子p向N区扩散，N区的电子n向P区扩散，p与n在PN结区相遇复合，从而释放能量而发光。

  制作发光二极管的材料很多，主要有直接带(直接跃迁)材料GaAs、GaN和ZnSe，间接带(间接跃迁)材料GaP以及利用窄禁带的直接带材料GaAs与宽禁带的间接材料GaP生长的混晶GaAs_1-xP_x。这种混晶的好处是可以得到比原来直接带更宽的禁带，同时仍然保持直接带性质的新三元化合物材料。显然，E_g越宽，释放能量越大，发光波长越短。但当某种材料具有不同掺杂时，可发出不同颜色的光。如GaP掺Zn与氧时可发出0.7μm的红光，而GaP掺Zn与氮时则发出0.56μm的绿光。

  2．LED的P-I特性与发光效率

  下图是LED的P—I特性曲线。LED是自发辐射光，所以P—I曲线的线性范围较大。

  发光效率是描述LED电光能量转换的重要参数，发光效率可分为功率效率和量子效率。功率效率定义为发光功率和输入电功率之比，以仉表示。量子效率分为内量子效率和外量子效率。内量子效率定义为单位时间内辐射复合产生的光子数与注入PN结的电子—空穴对数之比。外量子效率定义为单位时间内输出的光子数与注入到PN结的电子—空穴对数之比。

  3．LED的光谱特性

  LED没有光学谐振腔选择波长，它的光谱是以自发辐射为主的光谱，下图为LED的典型光谱曲线。发光光谱曲线上发光强度最大处所对应的波长为发光峰值波长λ_P，光谱曲线上两个半光强点所对应的波长差△λ为LED谱线宽度(简称谱宽)，其典型值在30～40nm之间。由图可以看到，当器件工作温度升高时，光谱曲线随之向右移动，从λ_P的变化可以求出LED的波长温度系数。

  4．LED的调制特性

  当在规定的直流正向工作电流下，对LED进行数字脉冲或模拟信号电流调制，便可实现对输出光功率的调制。LED有两种调制方式，即数字调制和模拟调制，下图示出这两种调制方式。调制频率或调制带宽是光通信用LED的重要参数之一，它关系到LED在光通信中的传输速度大小，LED因受到有源区内少数载流子寿命的限制，其调制的最高频率通常只有几十兆赫兹，从而限制了LED在高比特速率系统中的应用。但是，通过合理设计和优化的驱动电路，LED也有可能用于高速光纤通信系统。调制带宽是衡量LED的调制能力，其定义是在保证调制度不变的情况下，当LED输出的交流光功率下降到某一低频参考频率值的一半时(-3dB)的频率，就是LED的调制带宽。