什么是光纤发射器（Fiber-Optic Transmitter）？
发布时间：2023-02-10 11:02:13 阅读数： 2269
什么是光纤发射器？
光纤发射器是用于产生调制的光信号的设备或模块，以便在光通信系统中通过光纤传输数据。它们既有光学信号产生的元件，也有驱动它们的电子器件。它们将输入的电气数据转换为等效的数据承载光信号，并帮助将它们发射到光纤中。为了建立一个完整的双向通信系统或网络，包含光纤发射器模块的商业包装也会有一个光纤接收器的对应物，一个接收输入的光信号并将其转换成等效电子信号的模块。
电子产品
光纤发射器有半导体模块，用于供电和驱动光信号源，以便对光信号进行适当调制。一个集成电路（IC）封装可以执行这两种功能。它们将传入的电压脉冲转换成精确的电流脉冲，以驱动光源，即LED或激光。一旦这个驱动电流被施加到它身上，就可以产生一个携带数据的等效光信号。
光源
LED或激光是在光纤发射器中产生光信号的一个重要组成部分，它的使用取决于应用要求。影响选择基于LED或激光的光纤发射器的某些因素是所需的功率水平和数据率、传输距离、光纤兼容性以及通信网络的部署成本。基于LED的光纤发射器足以满足短距离（最多一公里）通信和较低的数据率（以Mbps为单位）要求，而基于激光的光纤发射器则需要用于长距离（几公里）通信或高数据率（以Gbps为单位）通信。此外，光发射的波长或波长范围也很重要，因为光纤会有一些最佳的工作频段。
LED是基于自发发射过程的，因此发射的非相干光的光谱内容或带宽超过40纳米。因此，随着光纤长度的增加，LED产生的光信号会出现色散，从而限制了整个传输距离。LED更便宜、更可靠、寿命更长，这使得它们成为短距离通信的更好选择，因为色散的影响对于较短的光纤长度来说可以忽略不计。另外，LED的光输出不是单向的，因此，光网络应该使用多模光纤来耦合LED的输出。
另一方面，激光器的工作原理是受激发射过程，并发出高度相干的光信号，具有较高的输出强度和非常窄的频谱轮廓，从而减少色散效应。除此之外，它们还具有高度的方向性，这使得基于激光的光纤发射器适合应用于长距离高数据率的光通信系统，在这种情况下，部署激光的高成本是合理的。此外，激光输出的高方向性使其有可能与单模和多模光纤进行耦合，并具有较高的耦合效率。激光也可以被调制成高数据率的信号。
不同类型的激光器，如Fabry Perot腔（FP）激光器、分布式反馈（DFB）激光器和垂直腔表面发射激光器（VCSELs）通常被用于光纤传输器。VCSELs从芯片的表面发射激光输出，而FP激光器则从芯片的侧面从芯片中间形成的激光腔中发射。在这些激光器中，VCSELs比较便宜，因为它们的制造工艺相对简单，在使用基于LED的光纤发射器的系统中可以用来替代LED。
DFB激光器更适用于长距离和DWDM系统，因为它们是单频激光器（具有最窄的光谱宽度），因此将长距离通信的色散降到最低。它们还具有高度线性的输出特性。
