LED的光强分布:对耦合效率和速度的影响

业已表明,InGaAsP/InP 1.3μm正面发光LED可以作为距离超过23km,数据速率为274Mb/S的光纤传输系统的光源。虽然这种LED可以辐射几个毫瓦光功率,但与典型光纤的耦合效率不高,小于10%。耦合效率η的测量值通常低于计算值。一般计算η要根据理想的朗伯光源条件,这种光源具有横向不变的光强度。但是一般的典型点光源的光强分布仅仅在小光点内光强是均匀的,而外围呈明显的高斯分布衰减(Gaussion tails)。计算表明,这种分布是造成η测量值低的原因。例如对一个按高斯分布、半最大强度为25μm宽的点光源,算得η约为30%,比25μm     

光纤通信技术进展——从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展

光纤通信技术自1970年开始发展以来重点放在0.8—0.9μm波长范围,技术已接近成熟。1976年起,1.0—1.8μm波长范围有新发展,前景大有希望。本文第一部分概述0.8—0.9μm近二、三年的国际水平。光纤以MCVD制成的渐变折射率多模光纤居多。光源和光检测器件分别由AlGaAs和Si制成。LED—PD和LD—APD两种组合都有应用,但LD—APD用得更普遍。文中介绍LD的光功率—电流特性及驱动电路例子,APD的雪崩增益—偏压特性和最佳增益特性及预放大电路例子。又介绍典型的光纤数字传输系统:码速44.7Mb/s,光纤损耗6dB/km,中继站间隔7km。这系统的工程实验项目包括脉冲色散、定时抖动、韦扰影响、系统恢复等几项测量,结果表明可以准备交付市内电话实际使用。本文第二部分概述1.0—1.8μm近二、三年的发展动态。光纤制造着重于降低OH成分,倾向于单模传输,可以同时兼得低损耗、低色散和宽窗孔等优点。光源器件改用InGaAsP,光检测器件用Ge和InGaAsP。光纤损耗减至1dB/km以下,码速容量可达1Gb/s以上,中继站间隔20km以上,适合于渡长划分多群复用。目前研究工作正在蓬勃发展,令人相信1.0—1.8μm波长范围用于长距离、大容量数字通信将比0.8—0.9μm更为有利。本文第三部分是从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展。认为国内目前主要力量应放在继续改进已经取得成绩的短波长光纤系统。光纤、光缆、LED、PIN都须巩固和提高,APD、LD尤其需要迅速突破。不仅希望旱日在市内电话网代替电缆使用,还要推广至局部范围的光纤通信,发挥它抗电磁干扰的优点。光纤参数测量枝术应继续积极研究,对于损耗和带宽测量方法和设备,须力求标准化,使精度和重复性都能提高。至于长波长光纤系统,国内应立即着手在研究所和学校开始研制长波长多模渐变光纤和InGaAsP/InP的光源和光检测器件。我们国内规划长途通信和海底通信,将寄希望于长波长光纤系统。     

ZnO微纳结构对GaN基LED光提取效率的影响研究

基于时域有限差分法(FDTD)在GaN基LED表面分别生长了 ZnO柱状与锥状微纳结构,并利用Rsoft模拟仿真软件分析了两种结构的几何参量(排列周期p、高度H、底面直径D等)对GaN基LED光提取效率的影响.结果表明两种结构均可提高器件的光提取效率,柱状结构在H=0.25 μm,p=1.5 μm,D=0.9μm时表现最优,其光提取效率是未加任何结构平板LED的5.6倍;而锥状结构在H=0.6μm,p=1.4 μm,D=1.4 μm时表现最优,其光提取效率是未加任何结构平板LED的5.3倍.研究结果对高性能GaN基LED的设计与制备具有一定指导意义.     

光通信基础知识(十四)

长波长探测器长波长探测器是指对波长1.2～1.6μm光波有良好响应的光电探测器。之所以称为“长波长”,是因为相对于0.8～0.9μm的光波来说,它的工作波长更长。在光纤通信蓬勃发展的初期,大多数光纤通信系统的工作波长都在0.85μm附近,其原因是当时光纤在0.85μm波段损耗很小,而在这一波段又有室温连续工作的AlGaAs/GaAs双异质结激光器(DHLD)以及发光二极管(LED)作光源,同时,在     

紫外-可见光谱水质检测系统的多束LED光纤耦合研究

针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案.运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球面准直透镜,准直后发散角为0.403 mrad;针对光束尺寸与光纤的匹配问题,进行了消色差双分离聚焦耦合透镜的设计.实验结果表明,合束LED光束汇聚的弥散斑的RMS尺寸为186.412 μm,GEO点尺寸为290.071 μm,光束中95％以上的能量集中在300μm以内,实现了多束LED光源与光纤的高效耦合.     

基于LED的光动力疗法光源设计北大核心CSCD

根据离体细胞光动力疗法实验研究对光源的基本要求,设计了一种基于LED的新型光源。以卟啉类光敏剂为应用对象,采用波长为627nm的LED作为光源,利用TracePro对多个LED组成阵列光源后的光分布进行数值模拟,优化LED阵列的排列方式和间距,并对LED阵列光源进行二次光学设计。在数值模拟的基础上,设计并成功开发了应用于离体细胞光动力疗法实验研究的LED光源样机。测量结果表明:LED光源辐照在标准细胞培养板区域内的平均功率密度为13.7mW/cm2,照度均匀性达到90%,可以满足离体细胞光动力疗法实验研究对光源的基本要求,有望得到推广应用。     

光纤及光纤通信系统的测量

简要介绍了光纤及光纤通信系统的测量方法,阐述了光纤参数的测量：单模光纤模场直径、光纤损耗、光纤色散与带宽的测量;光纤通信系统的测量：光发发射机发送光功率、光源消光比、光接收机灵敏度、光接收机动态范围、眼图的测量。     

光纤及光纤通信系统的测量

本对光纤以及光纤通信系统的测量方法作了一些简单介绍,主要介绍了光纤测量：单模光纤模场直径、光纤损耗、光纤色散与宽带的测量;光纤通信系统测量;光发射机发送光功率、光源消光比、光接收机灵敏度、光接收机动态范围、眼图的测量。     

LED-梯度型光纤传输系统中的光纤的最佳结构参数

低损耗多模光纤的损耗由瑞利(Rayleigh)散射损耗和微弯曲损耗组成。这些损耗和光纤的结构参数有关。另一方面,从光源耦合进来的光功率和光纤的连接损耗也与这些参数有关。本文考虑以LED为光源和梯度型光纤为传输线的组合,并讨论能得到最长的光发射机和接收机之间的许可跨距的最佳参数。     

光源光谱线宽对光纤损耗测量的影响

光纤的损耗是波长的函数。光信号在光纤中传输的实际损耗因而也与传输光的中心波长及光谱线宽有关。在光纤损耗测量中,光的中心波长的影响是很直观的,但光谱线宽的影响却是较为复杂的。为了保证一定的测量精度,必须定量地估算光谱线宽对测量结果的影响,从而规定适当的线宽或对测量结果作必要的修正。本文将对典型的国产多模光纤,在几种测试条件下,估算光谱线宽对0.85μm及1.3μm二个波长上损耗测量的影响,并与实验结果作比较,还将讨论对实际应用的意义。     

最佳端焦耦合法光波导传输损耗测量

根据最佳端焦耦合原理,建立了1.3μm波段光波导损耗测量系统,在测得系统附加透射损耗和G—PD响应特性曲线的基础上,对宽6μm的T_i扩散L_iNbO_3单模波导的传输损耗进行了测量评价,测量误差<±0.07dB/cm。     

单模组LED光源的一体式汽车前照灯设计

随着LED光源技术及应用的发展,其在汽车照明市场中所占的份额也逐年增大。目前,市场上大多采用多个模组LED光源及其分别的结构设计汽车近光灯和远光灯,再由这些汽车LED近光灯和远光灯组合成不同车型的汽车LED前照灯,这种方法设计的汽车前照灯体积大、功耗大、成本高、适用车型少。提出了一种以单模组LED光源的一体式汽车前照灯系统的光学设计方法,使用一个LED光源模组和一组反射器的组合来满足远光和近光的照明的要求,仅仅通过光阑板的切换来达到近光和远光照明的目的,重点通过光学仿真软件模拟仿真的方式,通过对比研究不同光学结构设计方式来确定最后的设计方案。最终给出了一个效率较高、体积较小、应用范围广泛、照明效果好、适用于多种车型的一体式汽车前照灯的设计方法。     

50公里单模光纤色散的测量

利用五个正弦调制的激光二极管,测量了长50公里的单模光纤的色散。结果表明,该方法能在1.2-1.6μm光谱范围测定光损耗为33分贝的单模光纤之色散特性。     

LCD的RGBY四像素技术和画质（下）

二、LCD的功率损耗 LCD作为光阀器件需要光源配合支持才能显像。微功耗（0．2w／m2）LCD器件选择优秀的CCFL／LED光源,CCFL发光效率为70lm／w,是PDP器件的20倍以上。LED的流明效率更高,而且其发展遵守摩尔定律,20个月亮度翻一倍。从调光器件与被调光源分离独立的角度看,没有人会质疑LCD显示技术的节能性,但专门研究机构测试的数据表明LCD的发光效率约8％,其余92％的能量在成像过程中白白损耗掉了。     

光纤损耗测量中一种便于操作的滤模混模器

组装了一种便于操作的滤模混模器,应用在截断法测量光纤损耗上,很容易激励光纤的均衡模分布。这一点已被测量光纤近端和远端的远场光分布所证实。用滤模混模器分别在波长0.87μm和1.32μm下测量光纤的损耗值,这些结果同相应波长下由串接线中得到的结果和由注入光纤测量的结果作了比较,一致性是非常令人满意的。     

近红外光纤隔离器的研制

本文介绍近红外波段(波长λ=1.15μm,…λ=1.52μm)光隔离器研制的一些结果。该器件是根据YIG磁性晶体的磁光效应——法拉第旋转效应的原理进行设计的。文章讨论了这种器件研制过程中的一些主要问题,其中包括45°法拉第旋转器的设计、旋转角及器件参数的测量方法、结构小型化及偏振补偿等问题。测试结果表明:正向损耗<2.2dB,反向损耗>25d B(波长λ=1.15μm和λ=1.52μm)。采取一定措施后,性能仍可提高。在光路中(光束光路及光纤光路)使用光隔离器可消除光路系统中反向光对半导体激光源引起的自耦合效应,使光源功率输出、模式、频率等稳定性提高,同时对消除反向波引起的反射噪声有良好效果。光隔离器在光信息传输系统中是一种不可少的器件。     

用LED光源的单片式LCOS彩色投影机

介绍一种以LED作为光源的单片LCOS全彩色投影机。证实由于偏振光转换导致的光输出限制是可以克服的，就是通过LCOS面板小的工作F#和LED与偏振光回收兼容性设计，而且避免了光源光束扩展量的增加。介绍LCOS投影HDTV在光收集元件和驱动方式等方面关键技术的进展。实例采用常规LED，得到大于401m的屏幕流明光通量。     

光纤通信光源研制近况

当前,光纤通信用光源主要为半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)。据最近报导也有采用氦氖气体激光器光源的。按其通信距离和通信容量又可将光源分为中短距离中小容量光源和长距离大容量光源。前者大都为LED和短波LD,后者则为长波LD。一、光源波段的进展光纤通信用光源的波段研制和发展完全是由光纤传输低损耗窗口所确定的。为适应石英光纤第一个低损耗窗口,先后研制出GaAlAs/GaAs DH LED和DH LD,其发射波长在0.8～0.9μm,在此波段内的LED和LD通常作为中     

室内VLC系统光源布局设计

在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行布局设计,以4 m4 m3 m房间为模型,采用四个LED列阵作为室内光源,将单个的LED光源看做朗伯光源,服从朗伯辐射模型,通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用99大小的LED列阵,列阵距离屋顶边缘0.4 m,LED光源间的间距为0.03 m时,在满足国际室内照明标准的前提下,在距离屋顶2.25 m的4 m4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间,为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。     

光纤测试步骤

测试光纤的目的,是要知道光纤信号在光纤路径上的传输损耗。光信号是由光纤路径一端的LED光源所产生的(对于LGBC多模光缆,或室外单模光缆是由激光光源产生的),这个光信号在它从光纤路径的一端传输到另一端时,要经历一定量的损耗。这个损耗来自光纤本身的长度和传导性能,来自连接器的数目和接续的多少。当光纤损耗超过某个限度值后,