光有源器件基本解读

• 光器件的分类 

       光通信中常见的光有源器件包括：半导体光源、半导体光探测器、光纤激光器、光放大器、光调制器等。 

       光通信中常见的光无源器件包括：光纤连接器、光纤耦合/分支器、波分复用器（CWDM/DWDM）、光隔离器、光衰减器等。 

• 光模块中的光有源器件简介 

       光模块应用领域，最常见的光有源器件是半导体光源与半导体探测器，一般以TO-CAN或BOX的形式进行封装，并应用在光模块当中，作为光电信号转换的核心部件。 

       1. 半导体光源 

       光模块当中常用到的半导体光源主要有FP、DFB、VCSEL三个主流类型。 

       FP：Fabry-Perot Laser，法不里-泊罗激光器，多纵模光谱，常用于10Gbps及以下速率的短或中等长度的光纤链路上，目前生产技术成熟，具有良好的成本优势，在低速产品上有广泛的应用；

图1 FP激光器常见光谱示意图

      DFB：Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器，单纵模光谱，广泛应用于高速率长距离的光信号传输，其与FP最大的不同之处在于内置了布拉格光栅（Bragg Grating）,具有非常高的边模抑制比（SMSR），以及非常好的单色性。

图2 DFB激光器常见光谱示意图

      VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器，属于面发射激光器（FP与DFB均属于边发射激光器），在应用上加工更简单，成本更低，功耗更小，广泛应用在短距离的光信号传输，以及消费类电子应用上（例如3D激光扫描、红外传感、人脸识别，HDMI视频传输等）。 

       2. 半导体探测器 

       光通信中常见的激光探测器主要包括PIN与APD两种类型。

       PIN：Positive-Intrinsic-Negative，PIN光电二极管是光通信中最常见的一种探测器。P-I-N的完整意思：正极-本征-负极，相当于在普通的PN光电二极管中间添加一个本征层，极大的提高了光电二极管的响应速度，使PIN光电二极管能更广泛的应用于各种高频的光电信号转换场景。

       APD：Avalanche photo diode，APD雪崩光电二极管相比于PIN光电二极管，具有信号放大的功能，使其能识别更小的光信号，具有更好灵敏度，普遍应用在长距离的传输当中，APD需要工作在高反向偏压下，一般电压达到几十伏，所以在光模块中应用时需要通过升压电路对其进行供电。

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