La funzione più basilare di un modulo ottico è completare la funzione di conversione ottico-elettrica/elettrica-ottica dei segnali ottici e il suo interno è composto da dispositivi ottici, circuiti funzionali e interfacce ottiche. Il dispositivo ottico è il componente principale del modulo ottico e il modulo ottico aggiunge alcuni circuiti funzionali e componenti strutturali basati sul dispositivo ottico.
Cominciamo con i dispositivi ottici del modulo ottico. Tra i dispositivi ottici del modulo ottico, i dispositivi ottici utilizzati per la conversione del segnale ottico sono denominati rispettivamente TOSA e ROSA. Presentiamoli in dettaglio.
Il componente principale del modulo trasmettitore ottico TOSA (Transmitting Optical Sub-Assembley) completa principalmente la conversione dei segnali elettrici in segnali ottici. Tra questi, la sorgente luminosa (diodo a emissione di luce a semiconduttore o diodo laser) è il nucleo, il chip LD, il fotodiodo del monitor (MD) e altri componenti sono confezionati in una struttura compatta (pacchetto coassiale TO o pacchetto a farfalla), quindi TOSA è formato.
In TOSA, il diodo laser LD è attualmente il dispositivo di emissione di semiconduttori più comunemente utilizzato per i moduli ottici. Ha due parametri principali: corrente di soglia (Ith) ed efficienza di pendenza (S). Per far funzionare velocemente il LD, dobbiamo fornire al LD una corrente di polarizzazione DC IBIAS leggermente maggiore della corrente di soglia (DC Bias nella figura sopra), ovvero il laser viene emesso quando la corrente diretta supera la corrente di soglia .
Gruppo di ricezione ottica ROSA (Resceiving Optical Sub-Assembly), nel modulo in fibra ottica ad alta velocità di dati, solitamente PIN o fotodiodo ADP e TIA sono assemblati in un involucro metallico sigillato per formare il nostro gruppo di ricezione ottica.
Il modulo ottico ROSA è composto da un fotorilevatore (PIN/APD), un preamplificatore TIA, un amplificatore limitatore, ecc.
Diamo prima un'occhiata al fotorivelatore, il dispositivo principale del componente ricevente ROSA (il fotorilevatore utilizzato nella figura sopra è APD), la cui funzione principale è quella di convertire i segnali ottici in segnali elettronici attraverso l'effetto fotoelettrico. I fotorivelatori comuni nelle comunicazioni ottiche sono i fotodiodi PIN e i fotodiodi a valanga (APD). Come accennato in articoli precedenti, gli APD sono un fotorilevatore ad alta sensibilità che utilizza l'effetto di moltiplicazione della valanga per aumentare la corrente fotometrica. Doppio, rispetto ai fotodiodi PIN, la sensibilità del ricevitore APD può essere aumentata di 6 ~ 10 dB.
La debole corrente di segnale generata dal fotorilevatore viene convertita in una tensione di segnale di grandezza sufficiente dal preamplificatore TIA (Trans-Impedance Amplifier) e quindi emessa. TIA è in realtà un convertitore V, che converte la corrente elettro-ottica in tensione.
In questo momento, il segnale di tensione prodotto da TIA è ancora un segnale analogico, che deve essere convertito in un segnale digitale prima che il circuito di elaborazione del segnale possa riconoscerlo. La funzione dell'amplificatore di limitazione Poster Amplifier dietro il TIA è quella di convertire segnali di diversa ampiezza in segnali digitali con la stessa ampiezza.
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