原创 光信号的直接调制

直接调制是把要传递的信息转变为电流信号注入半导体光源（激光二极管LD或半导体发光二极管LED），从而获得调制光信号。由于它是在光源内部进行的，因此又称为内调制。

          根据调制信号的类型，直接调制又可以分为模拟调制和数字调制两种。

1.半导体激光器（LD）直接调制的原理

图3为砷镓铝双异质结注入式半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系曲线。图4所示半导体激光器的光谱特性。

图5所示的是半导体激光器调制原理以及输出光功率与调制信号的关系曲线。为了获得线性调制，使工作点处于输出特性曲线的直线部分，必须在加调制信号电流的同时加一适当的偏置电流I_b，这样就可以使输出的光信号不失真。

       半导体激光器处于连续调制工作状态时，无论有无调制信号，由于有直流偏置，所以功耗较大，甚至引起温升，会影响或破坏器件的正常工作。

2.半导体发光二极管（LED）的调制特性

半导体发光二极管由于不是阈值器件，它的输出光功率不像半导体激光器那样会随注入电流的变化而发生突变，因此，LED的P－I特性曲线的线性比较好。图6示出了LED与LD的P－I特性曲线的比较。

3.半导体光源的模拟调制

      无论是使用 LD或LED作光源，都要施加偏置电流I_b，使其工作点处于LD或LED的P－I特性曲线的直线段，如图7所示。其调制线性好坏与调制深度m有关：

4.半导体光源的脉冲编码数字调制

如前所述，数字调制是用二进制数字信号“<?XML:NAMESPACE PREFIX = ST1 />1”和“0”码对光源发出的光波进行调制。而数字信号大都采用脉冲编码调制，即先将连续的模拟信号通过“抽样”变成一组调幅的脉冲序列，再经过“量化”和“编码”过程，形成一组等幅度、等宽度的矩形脉冲作为“码元”，结果将连续的模拟信号变成了脉冲编码数字信号。然后，再用脉冲编码数字信号对光源进行强度调制，其调制特性曲线如图8所示。

 

由于数字光通信的突出优点，所以其有很好应用的前景。首先因为数字光信号在信道上传输过程中引进的噪声和失真，可采用间接中继器的方式去掉，故抗干扰能力强；其次对数字光纤通信系统的线性要求不高，可充分利用光源（LD）的发光功率；第三数字光通信设备便于和脉冲编码电话终端、脉冲编码数字彩色电视终端、电子计算机终端相连接，从而组成既能传输电话、彩色电视，又能传输计算机数据的多媒体综合通信系统。

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