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光电元件知识点总结大全以下将对光电元件的相关知识进行详细的介绍：一、发光二极管(LED)发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种半导体器件，当正向电压施加到LED两端时，通过半导体材料内部的电子复合而发出可见光。
LED作为一种光源，具有体积小、功耗低、寿命长等优点，逐渐取代了传统的白炽灯和荧光灯，并在照明、显示、装饰、指示等领域得到广泛应用。
1. LED工作原理LED工作的基本原理是电子注入与复合放射。
LED是利用半导体芯片来发光的，芯片中的主要材料是砷化镓（GaAs）、砷化镓磷（GaAsP）、碳化硅（SiC）等。
当正向电压作用在LED两端，电子从N区注入P区，同时空穴也从P区注入N区。
在芯片内部，电子与空穴发生复合，释放出能量，这些能量以光子的形式发出，从而产生可见光。
2. LED的优点LED具有体积小、功耗低、寿命长、抗震动、响应快、环保无污染等优点。
因此，在照明、显示、指示、装饰等领域被广泛应用。
3. LED的分类LED根据发光原理和光谱等特性，可分为常规LED、高亮度LED、超高亮度LED、白光LED、RGB LED、全彩LED等。
4. LED的应用LED在照明、显示、指示、装饰、交通信号灯、汽车灯、背光源、植物生长灯等领域有着广泛的应用。
二、激光二极管激光二极管（Laser Diode，LD）是一种半导体器件，具有激光放大特性。
激光二极管以其小体积、低功耗、高效率等优点，被广泛应用于光存储、激光打印、激光测距、激光雷达、光通信、医疗美容等领域。
1. 激光二极管工作原理激光二极管也是利用半导体材料（通常是砷化镓和磷化铟）来发光的。
当正向电压施加到激光二极管两端时，电子从N区注入P区，与P区中的空穴发生复合。
在这个过程中，电子和空穴结合释放出光子，从而产生激光。
2. 激光二极管的特性激光二极管具有高亮度、窄的发射光谱、单色性好、调制速度快、功耗低等特点，并且可以实现集成化和多波长输出。
光器件基础知识目录一、光纤通信基础1、光纤通信的概念所谓光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
一般由数据源、光发射端、光纤、光接收端组成。
2、光纤通信的优点1）通信容量大，比传统的电缆、微波等高出几千乃至几十万倍的通信容量。
2）传输距离远，光纤具有极低的衰耗系数，传输距离可达一千公里以上。
3）保密性能好，光信号不具备向外辐射的特点，不易被侦听。
4）适应能力强，具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点。
5）体积小、重量轻。
原材料丰富、价格低廉。
二、光纤基础知识1、光纤的结构如上图所示，光纤呈圆柱形，主要由纤芯和包层和保护套三部分组成。
1、纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧化硅，掺有极少量杂质，折射率较高，用来传送光。
2、包层：位于纤芯的周围，其成分也是含有极少量掺杂质的高纯度二氧化硅，折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件。
3、涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成，强度大，能承受较大冲击，起到保护光纤的作用。
2、光纤的工作波长光纤的工作波长主要分为短波长光纤和长波长光纤。
1、短波长光纤短波长光纤的工作波长在800900范围内，具体工作在850波长，主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。
2、长波长光纤长波长光纤的工作波长在1100 -1800范围内，具体工作在1310和1550两个波长，主要用于长距离、大容量的光通信系统中。
3、光纤的分类3.1按照光纤的模式分类1、单模光纤单模光纤的纤芯很细（10左右），只能传一种模式的光，其模间色散很小，工作在1310和1550波长，适用于远程通讯。
2、多模光纤多模光纤的芯较粗（50或62.5），工作在850或1310波长，可传多种模式的光，其模间色散较大，适用于短距离通讯。
3.2按照光纤的材料分类1、玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高；2、胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低；3、塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。
光电元件知识点总结一、光电元件的定义光电元件是一种可以把光信号转换成电信号的器件，或者把电信号转换成光信号的器件。
光电元件具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好等特点，广泛应用于光通信、光电子、光电测量、光电开关等领域。
二、光电元件的分类光电元件主要包括光电探测器、光电脉冲调制器、光发射器件等几大类。
其中光电探测器主要包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电场效应管等；光电脉冲调制器主要包括光电开关、光电倍增管、光电触发器等；光发射器件主要包括LED、LD、光电继电器等。
三、光电二极管光电二极管是一种将光信号转换为电信号的器件。
它主要由PN结及PN结两侧的金属电极组成。
当光线照射到PN结上时，光子能量会导致PN结的电子和空穴对被激发出来，从而产生电流。
光电二极管的工作波长范围取决于所使用的半导体材料，一般包括可见光和红外光等不同波长范围。
四、光电三极管光电三极管是一种依靠光信号控制电信号的器件。
它是在三极管基础上加上一个光敏电阻接在基极和发射极间的器件，当光线照射到光敏电阻上时，会改变光敏电阻的电阻值，从而影响基极与发射极之间的电流。
光电三极管的输出电流与输入光信号的强度呈线性关系。
五、光敏电阻光敏电阻是一种可以将光信号转换为电阻信号的器件。
它是一种半导体材料加工成薄膜状，当光线照射到其表面时，光子能量会激发出电子和空穴对，从而改变材料的电阻值。
光敏电阻的灵敏度取决于其材料的光敏特性和加工工艺。
六、光电场效应管光电场效应管是一种可以将光信号转换为电信号的器件。
它采用光电效应和场效应相结合的原理来实现。
当光线照射到场效应管的栅极上时，会激发出光电子，从而改变栅极和源极之间的电流，实现光信号的转换功能。
七、光电开关光电开关是一种利用光信号控制电信号开关的器件。
它主要由发光器件和光敏探测器两部分组成，当光线照射到光敏探测器上时，会产生电信号，从而控制开关的闭合和断开。
八、光电倍增管光电倍增管是一种可以将光信号转换为电信号并进行放大处理的器件。
光器件基础知识————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：光器件基础知识目录一、光纤通信基础 (4)1、光纤通信的概念 (4)2、光纤通信的优点 (4)二、光纤基础知识 (4)1、光纤的结构 (4)2、光纤的工作波长 (5)3、光纤的分类 (5)3.1按照光纤的模式分类 (5)3.2按照光纤的材料分类 (5)3.3按照光纤的折射率分类 (6)4、光纤的尺寸 (6)5、光纤接头类型 (7)6、光功率的换算 (8)7、光纤损耗 (8)三、常用光器件介绍 (8)3.1法兰盘 (8)3.2光衰减器 (9)3.3光模块 (10)2、光模块的主要参数 (10)3、光模块的种类 (11)四、光器件的工程应用 (13)1、单收光模块的使用 (13)2、双纤双向模块的使用 (13)3、长距离高灵敏度模块的使用 (13)4、QSFP+ MPO模块的使用 (14)5、万兆高速电缆的使用 (14)六、光模块和光纤使用注意事项 (15)七、光模块和光纤的故障排查方法 (16)八、光功率计的使用 (16)一、光纤通信基础1、光纤通信的概念所谓光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
一般由数据源、光发射端、光纤、光接收端组成。
２、光纤通信的优点1)通信容量大,比传统的电缆、微波等高出几千乃至几十万倍的通信容量。
2)传输距离远，光纤具有极低的衰耗系数,传输距离可达一千公里以上。
3)保密性能好,光信号不具备向外辐射的特点,不易被侦听。
4)适应能力强，具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点。
ﻩ5)体积小、重量轻。
原材料丰富、价格低廉。
二、光纤基础知识1、光纤的结构ﻩ如上图所示,光纤呈圆柱形,主要由纤芯和包层和保护套三部分组成。
1、纤芯：位于光纤的中心部位,成分为高纯度的二氧化硅,掺有极少量杂质,折射率较高，用来传送光。
2、包层:位于纤芯的周围，其成分也是含有极少量掺杂质的高纯度二氧化硅,折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件。
3、涂覆层:光纤的最外层,由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成，强度大,能承受较大冲击,起到保护光纤的作用。
２、光纤的工作波长光纤的工作波长主要分为短波长光纤和长波长光纤。
1、短波长光纤短波长光纤的工作波长在8０0nm－90０nm范围内,具体工作在850nm波长,主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。
2、长波长光纤长波长光纤的工作波长在1100nm －180０nm范围内,具体工作在1310ｎm 和1550ｎm两个波长，主要用于长距离、大容量的光通信系统中。
３、光纤的分类3.1按照光纤的模式分类1、单模光纤单模光纤的纤芯很细(10um左右），只能传一种模式的光，其模间色散很小,工作在1３１０nm和155０nm波长,适用于远程通讯。
2、多模光纤多模光纤的芯较粗(50ｕm或6２.5ｕm），工作在８50nｍ或13１0nm波长，可传多种模式的光，其模间色散较大，适用于短距离通讯。
3.２按照光纤的材料分类1、玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃,损耗小，传输距离长,成本高；2、胶套硅光纤：纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多，成本较低；３、塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大,传输距离很短，价格很低。
多用于家电、音响以及短距离的图像传输。
3.３按照光纤的折射率分类１、阶跃型光纤如果纤芯的折射率是均匀不变的常数ｎ1，包层折射率也是均匀不变的常数n2，且在纤芯和包层的界面折射率发生突变，即使由n1突变为n2,则这种光纤称为阶跃型光纤。
2、渐变型光纤如果纤芯折射率不是常数，而是随着半径的加大而逐渐减小,到了纤芯和包层界面降至包层的折射率ｎ2，则这种光纤称为渐变型光纤。
4、光纤的尺寸光纤的外径一般为125um，光纤内径尺寸则根据不同光纤类型而不一样：单模光纤为8-1０ｕm，多模光纤为5０／６2.5uｍ。
此外，多模光纤又分为OM１、OＭ2和OM3三种，其中ＯM1指62.5ｕｍ的多模光纤，ＯM2指５0um的多模光纤,O Ｍ3是目前新增的万兆光纤。
5、光纤接头类型光纤接头熔接在光纤线缆两端,用于将光纤与光模块、ODF架等光器件相连。
常见的光纤接头有LC、ST、SＣ和FC。
●LＣ型连接器：连接SFP模块的连接器,它采用操作方便的模块化插孔(RJ）闩锁机理制成。
●ＳT型连接器：外壳呈圆形,紧固方式为螺丝扣，常用于光纤配线架。
●ＳC型连接器:连接GＢＩC光模块的连接器,它的外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式,不须旋转。
●FC型连接器：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣，一般在ODF上采用较多。
ﻩ2、常见的光纤接头图示3、在表示光纤接头的标注中,我们常见到“FC/PＣ”、“SC／PC”等，其具体的含义如下：●斜杠的前面部分的ＬC／SC/FＣ/ＳT表示光纤的连接器型号。
●斜杠的后面部分的ＰC/UPC/APＣ表示光纤接头截面的工艺，即研磨方式。
6、光功率的换算光功率常用毫瓦(ｍw)和分贝毫瓦(dBm)表示，其中毫瓦和分贝毫瓦两者的关系为：1mｗ＝０ｄBｍ。
以1mw为基准的dＢm的算法是：dＢm=10*lｇ(mｗ）ﻩ例如：功率为1Ｗ，１Ｗ＝10０0ｍw,换算成dＢm为:10×lｇ1000＝3０dBｍ7、光纤损耗光纤损耗是指光波在光纤中传输时随着传输距离的增长光功率逐渐减小的现象。
产生光纤损耗的原因包括吸收损耗、散射损耗、弯曲和微弯曲损耗。
光纤损耗还与工作波长密切相关,下表是列出常见工作波长与光纤损耗之间接的关系：工作波长光纤损耗(每公里)85０nm 2．３~３.4dＢ/Km1310nm 0.35~０.5dB／Ｋm１550ｎm 0.2～０.３dＢ／Ｋｍ此外，光纤熔接点也会对光信号造成损耗，通常每个熔接点的损耗为０.2dB。
三、常用光器件介绍3．１法兰盘法兰盘俗称活接头，用于连接两根跳纤或光缆形成连续光通路的无源器件。
在工程中如果我们需要将两条跳纤连接起来时即可以使用法兰盘，相连两根跳纤的光纤接头可以是同类型的（如两端都是LC接头），也可以是不同类型的(如一是LC，另一端是SC）。
常见的法兰盘如下图所示：3.2光衰减器光衰减器一种可增加光纤链路上光功率衰减量的无源器件，主要作用避免光接收器件因接收超强光功率而导致光接收机产生失真和损坏。
光衰减器的型号分为阴阳式和法兰盘式,阴阳式衰减器通常串接在光模块和跳纤接头间,法兰盘式衰减器通常串接在两根跳纤的接头间。
日常工作中常用到的是LＣ/PＣ阴阳式衰减器。
光衰减器的衰减值可根据实际需要灵活定制（如3d Ｂ、5ｄB、10dB等)。
常见的阴阳式衰减器:常见的法兰盘式衰减器：3.３光模块光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成,主要是实现电信号转换成光信号和光信号转换成电信号的产品。
2、光模块的主要参数输出光功率输出光功率指光模块发送端光源的输出光功率（发射光功率）,单位：dBm。
接收灵敏度接收灵敏度指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率，单位：ｄBm。
一般情况下,速率越高接收灵敏度越高（即最小接收光功率越小），对于光模块接收端器件的要求也越高。
常见的光模块的传输速率、传输距离与输出光功率和灵敏度的关系如下：饱和光功率值指光模块接收端器件最大可以探测到的光功率。
当光接收器接收到大于饱和光功率的光信号时会出现光电流饱和现象。
在此情况下光接收器需要一定的时间恢复,此时接收灵敏度下降，接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象，而且还非常容易损坏接收端器件,在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。
3、光模块的种类1、按封装形式分类光模块按封装形式可分为SFP、SFＰ+、XFP、QSFＰ+、ＣFP、ＣＳFＰ、GBIＣ、Xenpak、X2、1X9、SＦＦ、200/3０00pin、XPAK等，目前工作中经常使用到的光模块封装形式有SFP+、SFP和QSFP+三种。
部分光模块封装形式如下：2、按工作波长分类目前常用的光模块的中心波长（指光信号传输所使用的主要光波段)主要有五种：850ｎm波段、１310nm波段、1５５0nｍ波段，ＣWＤM波段以及DWDM波段。
工程中会使用到的是前面三种波段的光模块。
3、按接口形式分光模块按接口形式可分为LC、SC、ＲJ-45等多种类型。
4、按传输速率分按不同的应用场景和速率要求,光模块可分为以下多种：以太网应用:1００Baｓe、1000Basｅ、1０GBase、40GBase、100ＧＢasｅＳＤH应用（PＯS）:１55Mbｐs、６22Mbｐｓ、2.5G、１0G、４0Ｇ、１00ＧFC应用：1.０63G、2.12５G、４.25Ｇ、8.５G、1０.7G、16G、40G、56G、12０Ｇ5、按传输距离分类多模短距：如万兆850nm 300M，千兆８５0ｎm ５5０M光模块单模短距：如千兆1310nm 2KM，2.５G POS 1310nｍ 2KM光模块单模中距:如万兆1３10nm 1０KM／１5ＫM光模块单模长距:如万兆15５0nm 40KMKM光模块单模超长距:如万兆１550nｍ80ＫM光模块6、按收发能力分类光模块按收发能力可分为双纤双向、单纤双向、双单纤双向、单发、单收光模块。
双纤双向市面上绝大部分光模块属于此类型，这类光模块使用2芯光纤实现链路信号的发送和接收,同时模块上有2个光纤接口，一个负责发送一个负责接收。
单纤双向利用波分复用原理,实现2个不同波长光信号在一根光纤上传输,光模块上只有一个光纤接口，以下是单纤双向光模块的工作原理图。
双单纤双向是目前新的技术,一个模块2个光纤接口，实现4个通道的信号传输,典型如ＣSFP 光模块。
单发或单收这两种类型的光模块是双纤双向光模块的变体。
单发光模块是把双纤双向光模块的收光部分器件去掉,仅保留发光部分器件。
而单收光模块则是把双纤双向光模块的发光部分器件去掉，仅保留收光部分器件。
这两种模块的外形与双纤双向光s模块一样。
工程中单收光模块可以用在分流器上与分光器配合形成并接监控方案。
常见光模块外观图四、光器件的工程应用1、单收光模块的使用单收光模块通常用于接收经分光器分光后输出的光信号。
通常我们在选择光模块时总是以光链路的光信号工作波长为依据进行选择,例如１３1０ｎｍ波长的光链路选择1310nm的光模块接收,1550nm波长的光链路选择1５５0ｎm的模块接收。
但在实际工程中如果工作在131０nm波长的光链路经分光后输出时光功率小于-14dＢｍ,但高于-21dBm则可以使用１５50nm -2４dＢｍ高灵敏度模块接收。
反之,工作在１550nｍ波长的光链路分光后输出的光功率高于-14ｄBｍ，我们也可以使用1310nm -16dBm的光模块接收。
这是由于1310nｍ和1550ｎｍ的光模块其所能接受并正常工作的波长范围很宽，完全覆盖上述两个工作波长。
