tailieunhanh - Tuyến cáp quang - chương 3

THIẾT BỊ PHÁT QUANG VÀ THIẾT BỊ THU QUANG Giới thiệu chương Trong chương này sẽ trình bày một cách khá chi tiết về thiết bị phát quang như LED, LD hay thiết bị thu PIN, APD cũng như nguyên tắc hoạt động của nó để từ đó chúng ta có thể lựa chọn được thiết bị phù hợp với hệ thống và yêu cầu thiết kế. Thiết bị phát quang Cơ chế phát xạ ánh sáng Giả thuyết có một điện tử đang nằm ở mức năng lượng thấp ( E1 ), không có điện tử. | CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ PHÁT QUANG VÀ THIẾT BỊ THU QUANG CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ PHÁT QUANG VÀ THIẾT BỊ THU QUANG Giới thiệu chương Trong chương này sẽ trình bày một cách khá chi tiết về thiết bị phát quang như LED LD hay thiết bị thu PIN APD cũng như nguyên tắc hoạt động của nó để từ đó chúng ta có thể lựa chọn được thiết bị phù hợp với hệ thống và yêu cầu thiết kế. Thiết bị phát quang Cơ chế phát xạ ánh sáng Giả thuyết có một điện tử đang nằm ở mức năng lượng thấp E1 không có điện tử nào nằm ở mức năng lượng mức cao hơn E 2 thì ở điều kiện đó nếu có một năng lượng bằng với mức năng lượng chênh lệch cấp cho điện tử thì điện tử này sẽ nhảy lên mức năng lượng E2 . Việc cung cấp năng lượng từ bên ngoài để truyền năng lượng cần tới một mức cao hơn được gọi là kích thích sự dịch chuyển của điện tử tới một mức năng lượng khác được gọi là sự chuyển dời. Điện tử rời khỏi mức năng lượng cao E2 bị hạt nhân nguyên tử hút và quay về trạng thái ban đầu. Khi quay về trạng thái E1 thì một năng lượng đúng bằng E2 -E1 được giải phóng. Đó là hiện tượng phát xạ tự phát và năng lượng được giải phóng tồn tại ở dạng ánh sáng gọi là ánh sáng phát xạ tự phát. Theo cơ học lượng tử bước sóng ánh sáng phát xạ được tính theo công thức h Ằ C E Trong đó h 6 js hằng số Planck c là vận tốc ánh sáng Bước sóng tỷ lệ nghịch với độ lệch năng lượng của các nguyên tử cấu tạo nên linh kiện phát quang. Do đó bước sóng ánh sáng phát xạ phản ánh bản chất của vật liệu. - 20 - CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ PHÁT QUANG VÀ THIẾT BỊ THU QUANG E2 ------ -------- E2 hv 12 ị E1 __ E1 ------Ỡ------- Hấp thụ a Q_ hv 12 Phát xạ tự phát E2 E1 ộ__ ị hv 12 Ị AA y h 12 Phát xạ kích thích b c Hình Mức năng lượng và quá trình chuyển dịch Khi ánh sáng có năng lượng tương bằng E2 - E1 đập vào một điện tử ở trạng thái kích thích điện tử ở trạng thái kích thích E2 theo xu hướng sẽ chuyển dời về trạng thái E1 nay bị kích thích chuyển về trạng thái E2. Sau khi hấp thụ năng lượng ánh sáng đập vào hình