課程內容與考核要求：

　　第三章　光纖通信器件

　　一、學習目的與要求

　　（1）深刻理解半導體光源在光纖通信系統中的作用、常用種類、工作原理及工作特性，半導體激光器和半導體發光二極管完成電/光轉換的機理基本相同，重點放在半導體激光器的分析上。

　　（2）深刻理解半導體光電效應的基本原理，深刻理解PIN光電二極管和APD雪崩光電二極管的結構、原理及主要特性。

　　（3）深刻理解光放大器的分類，深刻理解摻鉺光纖放大器的結構、工作原理以及特性指標。了解光纖放大器在光纖通信系統中的應用。

　　二、考核知識點與考核要求

　　考核知識點：

　　1.光波的波粒兩重性、原子能級的概念、光和物質相互作用時產生的三種基本過程。與激光器有關的概念。

　　2.激光器的一般工作原理。

　　3.半導體激光器（LD）。

　　4.半導體發光二極管（LED）

　　5.半導體的光電效應6.PIN光電二極管和APD雪崩光電二極管。

　　7.光電檢測器的特性。

　　8.光放大器的分類9.摻鉺光纖放大器的結構。

　　10.摻鉺光纖放大器的工作原理。

　　11.摻鉺光纖放大器的特性指標。

　　12.摻鉺光纖放大器在光纖通信系統中的應用。

　　考核要求：

　　1.與激光器有關的概念。

　　（1）光波具有波、粒兩重性的基本概念，要求達到“領會”層次。

　　（2）了解原子能級的概念，要求達到“識記”層次。

　　（3）費米分布函數表示式及費米分布函數變化曲線的物理含義，要求達到“領會”層次。

　　（4）光與物質相互作用時存在的三種基本過程，能夠達到“領會”層次。

　　2.激光器的一般工作原理。

　　（1）粒子數反轉分布及光放大的概念，要求達到“領會”層次。

　　（2）構成激光器必須具備的條件，要求達到“領會”層次。

　　（3）光學諧振腔的基本結構、產生激光振蕩的基本原理，要求達到“領會”層次。

　　（4）激光器的參量，包括：平均衰減系數 ，增益系數G以及閾值條件，要求達到“領會”層次。

　　（5）諧振頻率的概念，以及光學諧振腔的諧振條件，要求達到“領會”層次。

　　3.半導體激光器（LD）。

　　（1）理解光纖通信對半導體發光器件的基本要求，要求達到“識記”層次。

　　（2）同質結半導體激光器及異質結半導體激光器的結構，要求達到“簡單應用”層次。

　　（3）了解半導體的能帶分布，要求達到“簡單應用”層次。

　　（4）產生激光的基本原理，要求達到“領會”層次。

　　（5）半導體激光器的工作特征，包括：閾值特性、光譜特性、溫度特性、轉換效率，要求達到“綜合應用”層次。

　　4.半導體發光二極管（LED）

　　（1）LED與LD相同點及主要區別，要求達到“領會”層次。

　　（2）半導體發光二極管的工作特性，要求達到“簡單應用”層次。

　　5.半導體光電效應的基本原理，要求達到“領會”層次。

　　6.光纖通信中常用的半導體光電檢測器。

　　（1）PIN光電二極管的結構，要求達到“領會”層次。

　　（2）雪崩光電二極管的雪崩倍增效應，要求達到“領會”層次。

　　（3）APD雪崩光電二極管的結構，要求達到“領會”層次。

　　7.光電檢測器的特性。

　　（1）響應度R0和量子效應η的定義，要求達到“領會”層次。

　　（2）響應時間、暗電流、雪崩倍增因子、倍增噪聲和過剩噪聲系數的基本概念，要求達到“領會”層次。

　　（3）以上各參量的表達式，要求達到“綜合應用”層次。

　　8.光放大器的分類。

　　（1）光放大器的分類，要求達到“領會”層次。

　　（2）摻鉺光纖放大器的優點，要求達到“識記”層次。

　　9.摻鉺光纖放大器的結構。

　　（1）掌握摻鉺光纖放大器的組成，要求達到“領會”層次。

　　（2）掌握同向泵浦、反向泵浦及雙向泵浦的概念，要求達到“識記”層次。

　　10.摻鉺光纖放大器的工作原理。

　　摻鉺光纖放大器的簡單工作原理，要求達到“領會”層次。

　　11.摻鉺光纖放大器的特性指標。

　　功率增益、輸出飽和功率、噪聲系數的基本概念，要求達到“識記”層次。

　　12.摻鉺光纖放大器在光纖通信系統中的應用，要求達到“簡單應用”層次。

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