发光二极管-世讯电科融合通信

(1)基本原理

发光二极管(LED)是非相干光源，它的基本工作原理是自发辐射。发光二极管与半导体激光器在材料、异质结构上没有很大差别。二者在结构上的主要差别是：发光二极管没有光学谐振腔，不能形成激光。发光二极管的发光仅限于自发辐射,发出的是荧光，是非相干光。

(2)发光二极管的结构

为了获得高辐射度，发光二极管一般采用双异质结构。根据发光二极管的发光面与PN结的结平面平行或垂直而分为面发光二极管和边发光二极管。它们的结构如图9.19所示。

(3)工作特性

与半导体激光器相比，由于二者在发光机理和结构上存在差异，因此使得它们在主要性能上存在明显差异。

①PI特性

发光二极管的PI特性曲线如图9.20所示。发光二极管不存在阈值，输出光功率与注入电流之间呈线性关系，且线性范围较大。当注入电流较大时，由于PN结的发热，发光效率降低，出现饱和现象。从图中可以看出，在相同注入电流下面发光二极管的发输出功率比边发光二极管大。

②光谱特性

由于发光二极管输出的是自发辐射光，并且没有光学谐振腔，所以输出光谱要比半导体激光器宽得多。图9.21给出了发光二极管的输出光谱曲线。

③温度特性

与半导体激光器相比，发光二极管的温度特性是很好的，如图9.22所示。由于发光二极管的输出光功率随温度变化不大，在实际使用中可以不加温度控制。
图9.19和图9.20

④远场特性

远场特性是距离器件输出端面一定距离的光束在空间上的分布。发光二极管输出光的发散角角半导体激光器大。因此它与光纤耦合的效率很低.使得出纤光功率很低。与半导体激光器相比，发光二极管的突出优点是寿命长、可靠性高、调制电路简单、成本低，所以它在一些传输速率不太高、传输距离不太长的系统中得到了广泛的应用。

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