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       一個(gè)人在科學(xué)探索的道路上走過(guò)彎路犯過(guò)錯(cuò)誤并不是壞事，更不是什么恥辱，要在實(shí)踐中勇于承認(rèn)和改正錯(cuò)誤。

                                                    ——愛(ài)因斯坦（A.Einstein）

LD的波長(zhǎng)特性

       激光器的波長(zhǎng)特性可以用中心波長(zhǎng)、光譜寬度以及光譜模數(shù)三個(gè)參數(shù)來(lái)描述。光譜范圍內(nèi)輻射強(qiáng)度最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)叫中心波長(zhǎng)λ0。光譜范圍內(nèi)輻射強(qiáng)度最大值下降50%處所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)寬度叫作譜線寬度Δλ，有時(shí)簡(jiǎn)稱為線寬。圖6.3.1為激光器的典型光譜特性，為了便于比較，在圖中也標(biāo)出了LED的光譜特性。

圖6.3.1  LED和LD的光譜特性

a）LED的光譜特性b）多模LD的光譜特性c）單模LD的光譜特性

       對(duì)于大多數(shù)非相干通信系統(tǒng)，對(duì)光源的選擇，最關(guān)心的是中心波長(zhǎng)對(duì)光纖損耗的影響，以及光譜寬度對(duì)光纖色散或帶寬的影響。

（1）LED波長(zhǎng)特性

        LED本質(zhì)上是非相干光源，它的發(fā)射光譜就是半導(dǎo)體材料導(dǎo)帶和價(jià)帶的自發(fā)輻射譜線，所以譜線較寬。對(duì)于用GaAlAs材料制作的LED，發(fā)射光譜寬度約為30~50nm，而對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)InGaAsP材料制作的LED，發(fā)射譜線為60~120nm。因?yàn)長(zhǎng)ED的光譜很寬，所以光在光纖中傳輸時(shí)，材料色散和波導(dǎo)色散較嚴(yán)重，這對(duì)光纖通信非常不利。

（2）多模激光器光譜特性

        多模激光器指的是多縱模或多頻激光器，模間距為0.13~0.9nm，頻譜寬度為2~5nm。

（3）單模激光器光譜特性

       單模激光器的頻譜寬度因?yàn)楹苷?le;0.02nm），所以稱為線寬，它與有源區(qū)的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。

       對(duì)于相干光纖通信，特別是對(duì)于QPSK和QAM調(diào)制，單模激光器的線寬是一個(gè)重要參數(shù)。不但要求靜態(tài)線寬窄，而且要求在規(guī)定的功率輸出和高比特速率調(diào)制下，仍能保持窄的線寬（動(dòng)態(tài)線寬）。對(duì)于半導(dǎo)體激光器，不僅要求單縱模工作，而且要求它的波長(zhǎng)能在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)調(diào)諧，同時(shí)保持窄的線寬（約1MHz或者更窄）。

LD模式特性——縱模決定頻譜特性，橫模決定空間特性

       半導(dǎo)體激光器的模式特性可分成縱模和橫模兩種?？v模決定頻譜特性，而橫模決定光場(chǎng)的空間特性，如圖6.3.2a所示。圖6.3.2b給出1.3μm的雙異質(zhì)結(jié)（BH）半導(dǎo)體激光器在不同的注入電流下沿x和y方向的遠(yuǎn)場(chǎng)分布，通常用角度分布函數(shù)的半最大值全寬θx、θy來(lái)表示遠(yuǎn)場(chǎng)分布，對(duì)于BH激光器，θx和θy的典型值分別在10°~20°和25°~40°。盡管此角度與LED的輻射角相比已經(jīng)大大減小，但相對(duì)于其他類型的激光器來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體激光器的輻射角還是相當(dāng)大的，半導(dǎo)體激光器橢圓形的光斑加上較大的輻射角，使得它與光纖的耦合效率不高，通常只能達(dá)到30%~50%。

圖6.3.2 BH半導(dǎo)體激光器橫模特性

a）橫模決定的近場(chǎng)圖案和遠(yuǎn)場(chǎng)光斑b）不同注入電流下沿結(jié)平面的遠(yuǎn)場(chǎng)分布