La función más básica de un módulo óptico es completar la función de conversión óptico-eléctrica/eléctrico-óptica de las señales ópticas, y su interior está compuesto por dispositivos ópticos, circuitos funcionales e interfaces ópticas. El dispositivo óptico es el componente principal del módulo óptico, y el módulo óptico agrega algunos circuitos funcionales y componentes estructurales basados en el dispositivo óptico.
Comencemos con los dispositivos ópticos del módulo óptico. Entre los dispositivos ópticos del módulo óptico, los dispositivos ópticos utilizados para la conversión de señales ópticas se denominan TOSA y ROSA respectivamente. Vamos a presentarlos en detalle.
El componente principal del módulo transmisor óptico TOSA (Transmitting Optical Sub-Assembley) completa principalmente la conversión de señales eléctricas en señales ópticas. Entre ellos, la fuente de luz (diodo emisor de luz semiconductor o diodo láser) es el núcleo, el chip LD, el fotodiodo del monitor (MD) y otros componentes están empaquetados en una estructura compacta (paquete coaxial TO o paquete de mariposa), y luego TOSA es formado.
En TOSA, el diodo láser LD es actualmente el dispositivo emisor de semiconductores más utilizado para módulos ópticos. Tiene dos parámetros principales: corriente de umbral (Ith) y eficiencia de pendiente (S). Para que el LD funcione rápidamente, debemos proporcionar al LD una corriente de polarización de CC IBIAS ligeramente mayor que la corriente de umbral (DC Bias en la figura anterior), es decir, el láser se emite cuando la corriente directa supera la corriente de umbral. .
El ensamblaje de recepción óptica ROSA (Subensamblaje de recepción óptica), en el módulo de fibra óptica de alta velocidad de datos, generalmente el fotodiodo PIN o ADP y el TIA se ensamblan en una carcasa de metal sellada para formar nuestro ensamblaje de recepción óptica.
El módulo óptico ROSA está compuesto por un fotodetector (PIN/APD), un preamplificador TIA, un amplificador limitador, etc.
Veamos primero el fotodetector, el dispositivo principal del componente receptor ROSA (el fotodetector utilizado en la figura anterior es APD), cuya función principal es convertir señales ópticas en señales electrónicas a través del efecto fotoeléctrico. Los fotodetectores comunes en las comunicaciones ópticas son los fotodiodos PIN y los fotodiodos de avalancha (APD). Como mencionamos en artículos anteriores, los APD son un fotodetector de alta sensibilidad que utiliza el efecto de multiplicación de avalancha para aumentar el doble de la fotocorriente, en comparación con los fotodiodos PIN, la sensibilidad del receptor APD se puede aumentar en 6 ~ 10 dB.
La corriente de señal débil generada por el fotodetector se convierte en un voltaje de señal de magnitud suficiente mediante el preamplificador TIA (amplificador de transimpedancia) y luego se emite. TIA es en realidad un convertidor V, que convierte la corriente electro-óptica en voltaje.
En este momento, la señal de voltaje producida por TIA sigue siendo una señal analógica, que debe convertirse en una señal digital antes de que el circuito de procesamiento de señales pueda reconocerla. La función del amplificador limitador Poster Amplifier detrás del TIA es convertir señales de diferentes amplitudes en señales digitales con la misma amplitud.
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