激光器的線寬和帶寬有什么區(qū)別

激光器的線寬和帶寬名字很相近，但是表示的意思差很大的。首先看線寬，線寬比較好理解，就是激光光譜的半峰全寬。

激光器帶寬，就不是一個(gè)光譜的長(zhǎng)度單位了，它的全名應(yīng)該叫激光器調(diào)制帶寬。

半導(dǎo)體激光器的調(diào)制帶寬是指可以輸出的或者加載的最高信號(hào)速率（對(duì)數(shù)字信號(hào)而言），或者是輸出（或加載的）模擬信號(hào)的最大帶寬。

因此想弄明白帶寬，就要先明白激光器的調(diào)制，調(diào)制的模式，以及定義。帶寬就是在調(diào)制中出現(xiàn)的極限。

激光通信的原理其實(shí)也是二進(jìn)制的模式，1和0的編碼調(diào)制。

比如高電平驅(qū)動(dòng)下的激光發(fā)光強(qiáng)度大，代表1，低電平驅(qū)動(dòng)下的激光發(fā)光功率弱，代表0。

通過(guò)不同功率間的快速切換，就可以傳播信息。

這個(gè)快速切換就可以人為的加入預(yù)定信號(hào)，輸出到激光功率曲線上，就會(huì)形成“眼圖”。

眼圖的形成

對(duì)于數(shù)字信號(hào)，其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以3個(gè)bit為例，可以有000-111共8中組合，在時(shí)域上將足夠多的上述序列按某一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)齊，然后將其波形疊加起來(lái)，就形成了眼圖。如圖1。對(duì)于測(cè)試儀器而言，首先從待測(cè)信號(hào)中恢復(fù)出信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)，然后按照時(shí)鐘基準(zhǔn)來(lái)疊加出眼圖，最終予以顯示。

對(duì)于一幅真實(shí)的眼圖，首先我們可以看出數(shù)字波形的平均上升時(shí)間（Rise Time）、下降時(shí)間（Fall Time）、上沖（Overshoot）、下沖（Undershoot）、門(mén)限電平（Threshold/Crossing Percent）等基本的電平變換的參數(shù)。

信號(hào)不可能每次高低電平的電壓值都保持完全一致，也不能保證每次高低電平的上升沿、下降沿都在同一時(shí)刻。如圖3，由于多次信號(hào)的疊加，眼圖的信號(hào)線變粗，出現(xiàn)模糊（Blur）的現(xiàn)象。所以眼圖也反映了信號(hào)的噪聲和抖動(dòng)：在縱軸電壓軸上，體現(xiàn)為電壓的噪聲（Voltage Noise）；在橫軸時(shí)間軸上，體現(xiàn)為時(shí)域的抖動(dòng)（Jitter）。

扯得有點(diǎn)遠(yuǎn)，眼圖也不是激光傳輸?shù)膶?zhuān)利，其他通信領(lǐng)域都在用的。

回到激光器的帶寬上來(lái)。

在激光器芯片內(nèi)部，直觀的來(lái)看帶寬本來(lái)就應(yīng)該通過(guò)電子空穴的復(fù)合時(shí)間常數(shù)限定。

其實(shí)就是電轉(zhuǎn)化光的速率，快不快，因?yàn)樽⑷?a href="http://ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流要根據(jù)信號(hào)快速切換電壓大小，這個(gè)切換的時(shí)間內(nèi)，就要求電盡快變成光發(fā)射出去，不要影響電的下一個(gè)信號(hào)發(fā)出。但是電子和空穴不是一進(jìn)去就馬上復(fù)合的，一定電壓下，它都會(huì) 選擇慢慢悠悠的跑，偶爾有捷徑還想著不過(guò)復(fù)合區(qū)直接穿過(guò)去，材料里面有缺陷、電阻、電容等等都會(huì)有影響。因此也就有了帶寬極限一說(shuō)。

實(shí)際中帶寬的極限限制因素有很多

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