第八章
マルチメディア光通信の基礎
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8・1
8・2
8・3
光ファイバケーブル
光通信用の素子
光通信システム
8・2 光通信用の素子
(1)発光素子(半導体レーザ)
半導体レーザの作動原理(図8・5)
活性層
正電極
鏡面
活性層
伝導帯
鏡面
p
レーザ光
n
負電極
(a) 半導体レーザの構造
––––––––––––– –
禁制帯
価電子帯
n
光
+++++++
p
(b) エネルギー準位
LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
E=hn
エネルギー
光の振動数(周波数)
プランク定数
ダブルヘテロ接合のエネルギー準位と
作動原理(図8・6)
- - - - - - --
伝導帯
---光
+++
価電子帯
++++++
p
p
活性層
n
(2)光増幅器
エルビウムドープ光ファイバ増幅器の構成と原
理図(図8・7)
エルビウムドープファイバ
Er 3+ のエネルギー準位
信号光
1.55 m
合波器
励起光源
(LD)
0.98 m
or
1.48 m
(a) 光ファイバ増幅器の構成
非発光遷移
1.55 m
0.98 m
or
1.48 m
励起準位
1.55 m
誘導放出
基底準位
(b) 光ファイバ増幅器のエネルギー準位と作動原理
(3)光変調器
光変調器の概略構造(図8・8)
a
LiNbO 3 基板
電極
光導波路
入力光
印加電界
a-a' 断面
変調入力電気信号
LiNbO3 基板
変調出力光
a'
光導波路
2本の導波路には逆向きの電界が印加される
2本の導波路の位相差がπになるような電
圧を印加する
(4)受光素子
フォトダイオードのエネルギー準位と
作動原理(図8・9)
–
伝導帯 n
禁制帯
p
光
価電子帯
+
8・3
光通信システム
長距離大容量光通信システム構成図(図8・10)
送信装置
線形中継 線形中継
変調器
DFB-LD
再生中継
受信装置
PD
EDFA
EDFA
EDFA
電気信号入力
EDFA: EDF光増幅器
EDFA
受信装置
+
送信装置
PD: フォトダイオード
DFB-LD: DFBレーザ
システムの例
電気信号
出力
線形中継:80 km毎
再生中継:320 km毎
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第八章後半のパワーポイント