De gebruikte typen bronnen omvatten LED's, lasers, Fabry-Perot (FP) lasers, gedistribueerde feedback (DFB) lasers en verticale holte-oppervlakte-emitterende lasers (VCSEL's). Ze zetten allemaal elektrische signalen om in optische signalen, maar zijn verder heel verschillende apparaten. Het zijn alle drie kleine halfgeleiderapparaten (chips) die werkelijk zo groot zijn als zandkorrels. LED's en VCSEL's worden zodanig op halfgeleiderwafels vervaardigd dat ze licht uitstralen vanaf het oppervlak van de chip, terwijl FP- en DFB-lasers vanaf de zijkant van de chip uitzenden vanuit een laserholte die in het midden van de chip is gecreëerd.
Lasers en LED's zijn heel verschillende apparaten, zoals u kunt zien in dit diagram van hun lichtopbrengst als functie van de aandrijfstroom. LED's zijn eenvoudige emitters die meer lichtopbrengst genereren naarmate de aandrijfstroom toeneemt totdat hogere stromen ze opwarmen en hun lichtopbrengst afneemt, waardoor het totale vermogen wordt beperkt. Lasers beginnen als LED's en genereren meer licht met meer aandrijfstroom, maar het licht wordt opgesloten in kleine gebieden in de halfgeleiderchip, de laserholte genaamd, horizontaal in de chip voor de meeste lasers, maar verticaal in een VCSEL. Zoals alle lasers, zodra een Wanneer er een bepaalde hoeveelheid licht in de laserholte wordt gegenereerd, wordt het apparaat een ‘laser’ – een acroniem voor ‘lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling’. Zodra het apparaat een bepaald stroomniveau bereikt, overschrijdt het de laserdrempel en wordt de lichtopbrengst veel hoger met weinig toename van de stroom.
De LI-curven laten zien waarom lasers een grotere bandbreedte hebben dan LED's. LED's worden gemoduleerd over hogere stroombereiken om de lichtopbrengst aan en uit te pulseren. Lasers worden bij de drempel voorgespannen en vervolgens gemoduleerd met kleine stroomveranderingen om grote veranderingen in de lichtopbrengst te verkrijgen. Door het kleinere formaat van lasers zijn ze ook gemakkelijker sneller te moduleren. Over het algemeen zijn LED's beperkt tot enkele honderden megabits/seconde links, terwijl lasers goed zijn voor 25-50 gigabits per seconde links wanneer ze direct worden gemoduleerd. (Hogere bitsnelheden zijn mogelijk door de laser altijd aan te hebben (CW) en deze extern te moduleren.
LED's hebben een veel lager uitgangsvermogen dan lasers en hun grotere, divergerende lichtbundelpatroon maakt ze moeilijker in vezels te koppelen, waardoor ze over het algemeen beperkt zijn tot gebruik met multimode vezels. LED's hebben veel minder bandbreedte dan lasers en zijn beperkt tot systemen die werken tot ongeveer 250 MHz of ongeveer 200 Mb/s.
Lasers hebben kleinere, strakkere lichtopbrengsten en kunnen gemakkelijk worden gekoppeld aan singlemode-vezels, waardoor ze ideaal zijn voor hogesnelheidsverbindingen over lange afstanden. Lasers hebben een zeer hoge bandbreedtecapaciteit, waarvan de meeste nuttig zijn tot ruim boven de 10 GHz of 10 Gb/s.
VCSEL's zijn een vreemd apparaat. Ze gebruiken halfgeleiderfabricagetrucs om een verticale laserholte in de chip te creëren, zodat het licht aan de bovenkant naar buiten komt, waardoor het gemakkelijk wordt om in vezels te koppelen. Maar de apparaatstructuur is alleen haalbaar voor bronnen van ~850 nm, de golflengte die wordt gebruikt voor multimode glasvezel.
Vanwege hun fabricagemethoden zijn LED's en VCSEL's goedkoop te maken. Lasers zijn duurder omdat het moeilijker is om de laserholte in het apparaat te creëren. De chip moet worden gescheiden van de halfgeleiderwafel en elk uiteinde moet worden gecoat voordat de laser zelfs maar kan worden getest om te zien of deze goed is.
Vergelijking van de spectrale output van een LED en een VCSEL, beide met een middengolflengte van ongeveer 850 nm.
Een ander groot verschil tussen LED's en beide soorten lasers is de spectrale output. LED's hebben een zeer brede spectrale output, waardoor ze last hebben van chromatische dispersie in vezels, terwijl lasers een smalle spectrale output hebben die zeer weinig chromatische dispersie ondervindt. Bij multimode glasvezel wordt de bandbreedte van LED's sterk beperkt door chromatische dispersie vanwege de grote spectrale breedte (licht bij langere golflengten reist sneller dan licht bij kortere golflengten, wat dispersie veroorzaakt). Dit draagt bij aan het voordeel van VCSEL voor netwerken met hogere snelheid.
Welkom, neem contact met ons op voor meer details:
Whatsapp/Skype/Wechat: 0086 181 5840 0345
Email: info@brandnew-china.com