第5章 光电发射器件1
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第五章: 超辐射发光管Superluminescent diode (SLD )5.1 超辐射发光管的工作原理5.2 超辐射发光管的结构设计及特性E 21.LED -自发辐射5.1超辐射发光管的原理2E 1自发辐射:不受外界因素作用不受外界因素作用,,处于高能态的电子自发地处于高能态的电子自发地、、随机地跃迁到低能态机地跃迁到低能态,,与空穴复合而发射光子与空穴复合而发射光子,,特点为发射光子的能量的能量、、方向方向、、位相位相、、偏振等均不相同偏振等均不相同,,是一种非相干光是一种非相干光。
5.2 超辐射发光管的结构设计及特性5通常的超辐射发光二极管结构(a )抗反射膜解理腔面SLD ,(b )带吸收区SLD(a )(b )SLD 特性6带弯曲波导吸收区SLD 及其特性7倾斜型SLD与SOA集成器件及其特性8其他SLD器件结构9为谱线线宽,它越宽,相应的相干时间和相干长度就越短,萨格耐克(SagnacSagnac))效应在图中,设直径为D的单匝光纤线圈绕垂直于自身的轴以角速度Ω顺时针方向旋转时,从环形光路的P点分别沿顺时针(CW)、逆时针(CCW)发射两路光波。
当Ω=0时,P'点和P点重合,两束光绕环形光路一周的穿越时间相同;当Ω≠0时,入射点P'和P在空间的位置将不再重合,顺时针光束绕环形光路的穿越时间TCW 为:萨格耐克(SagnacSagnac))效应实验图顺时针光束绕环形光路的穿越时间T CW 为:22D n c D D V D V D T f CWCW Ω−=Ω−==πππ其中是顺时针光束的速度,V f 为光在光纤)2/(D V V f CW ⋅Ω−=线圈中的传播速度,c 为真空中的光速,n 为光纤材料的折射率。
同样逆时针光束绕环形光路的穿越时间T CCW 为:2D n c D2D V D V D T f CCWCCW ΩπΩππ+=+==两反向旋转的光束绕光纤线圈一周的穿越时间差ΔT 为:42222D n c D T T T CCW CW Ω−⎟⎠⎞⎜⎝⎛Ω=−=Δπ222⎟⎠⎞⎜⎛<<Ωn c D 4⎝Ω=Δ222C D n T π假设一个光纤陀螺具有N 匝光纤线圈,光学路径长度为:DN L π=与穿越时间差对应的两光束相移为:s ϕΩΩλπΩπλπΔπΔπΔωϕs 2222s K C LDn 2C D n C N2T Nv 2T T2NT N ======(4.21)其中,φS 称为Sagnac 相移,ω、v 分别为光波的角频率和频率,λ为光波在真空中的波长,K S 为光纤陀螺的Sagnac 刻度系数。