41.2调制特性 半导体激光器是光纤通信的理想光源,但在高速脉冲调 制下,其瞬态特性仍会出现许多复杂现象,如常见的电光延 迟、张弛振荡和自脉动现象。 这些特性严重限制系统传输速率和通信质量,因此在电 路的设计时要给予充分考虑
4.1.2 调制特性 半导体激光器是光纤通信的理想光源，但在高速脉冲调 制下，其瞬态特性仍会出现许多复杂现象，如常见的电光延 迟、 张弛振荡和自脉动现象。 这些特性严重限制系统传输速率和通信质量，因此在电 路的设计时要给予充分考虑
1.电光延迟和张弛振荡现象 半导体激光器在高速脉冲调制下,输出光脉冲瞬态响应波 形如图43所示 输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间, 称为电光延迟时间t,其数量级一般为ns 当电流脉冲注入激光器后,输出光脉冲会出现幅度逐渐衰 减的振荡,称为张弛振荡,其振荡频率f(=or2π)一般为0.5~2 GHz。 这些特性与激光器有源区的电子自发复合寿命和谐振腔 内光子寿命以及注入电流初始偏差量有关
1. 电光延迟和张弛振荡现象 半导体激光器在高速脉冲调制下，输出光脉冲瞬态响应波 形如图4.3所示。 输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间， 称为电光延迟时间td，其数量级一般为ns。 当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰 减的振荡， 称为张弛振荡，其振荡频率fr (=ωr/2π)一般为0.5~2 GHz。 这些特性与激光器有源区的电子自发复合寿命和谐振腔 内光子寿命以及注入电流初始偏差量有关
图43光脉冲瞬态响应波形 张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率 当最高调制频率接近张弛振荡频率时,波形失真严重, 使光接收机在抽样判决时增加误码率,因此实际使用的最髙调 制频率应低于张弛振荡频率
图 4.3 光脉冲瞬态响应波形 张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。 当最高调制频率接近张弛振荡频率时，波形失真严重，会 使光接收机在抽样判决时增加误码率，因此实际使用的最高调 制频率应低于张弛振荡频率
电光延迟要产生码型效应 当电光延迟时间td与数字调制的码元持续时间T/2为相同数 量级时,会使“0″码过后的第一个“1码的脉冲宽度变窄,幅 度减小,严重时可能使单个“1”码丢失,这种现象称为 “码型效应” 如图44,在两个接连出现的“1″码中,第一个脉冲到来 前,有较长的连“0″码,由于电光延迟时间长和光脉冲上升 时间的影响,因此脉冲变小 第二个脉冲到来时,由于第一个脉冲的电子复合尚未完全 消失,有源区电子密度较高,因此电光延迟时间短,脉冲较
电光延迟要产生码型效应。 当电光延迟时间td与数字调制的码元持续时间T/2为相同数 量级时，会使“0”码过后的第一个“1码的脉冲宽度变窄，幅 度减小，严重时可能使单个“１”码丢失， 这种现象称为 “码型效应” 。 如图4.4，在两个接连出现的“1”码中，第一个脉冲到来 前，有较长的连“0”码， 由于电光延迟时间长和光脉冲上升 时间的影响，因此脉冲变小。 第二个脉冲到来时，由于第一个脉冲的电子复合尚未完全 消失，有源区电子密度较高，因此电光延迟时间短， 脉冲较 大
电脉冲 光脉冲 b 图44码型效应 (a)、(b)码型效应波形;(c)改善后波形 “码型效应”的特点是:在脉冲序列中较长的连“0″码后出现 的“1〃码,其脉冲明显变小,而且连“0〃码数目越多,调制速率 越高,这种效应越明显。用适当的“过调制”补偿方法,可以消 除码型效应,见图44(c)所示
“码型效应”的特点是：在脉冲序列中较长的连“0”码后出现 的“1”码，其脉冲明显变小，而且连“0”码数目越多，调制速率 越高，这种效应越明显。用适当的“过调制”补偿方法， 可以消 除码型效应，见图4.4(c) 所示。 1 2 电脉冲 光脉冲 2ns 5ns 2ns 图4.4 码型效应 （a) 、(b)码型效应波形；（c）改善后波形 (a) (b) (c)