Các loại nguồn được sử dụng bao gồm đèn LED, laser, laser fabry-perot (FP), laser phản hồi phân tán (DFB) và laser phát xạ bề mặt khoang dọc (VCSEL). Tất cả đều chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang, nhưng mặt khác lại là những thiết bị hoàn toàn khác nhau. Cả ba đều là những thiết bị bán dẫn (chip) cực nhỏ có kích thước thực sự chỉ bằng hạt cát. Đèn LED và VCSEL được chế tạo trên các tấm bán dẫn sao cho chúng phát ra ánh sáng từ bề mặt chip, trong khi laser fp và DFB phát ra từ mặt bên của chip từ khoang laser được tạo ở giữa chip.
Laser và đèn LED là những thiết bị khá khác nhau như bạn có thể thấy từ sơ đồ này về công suất phát sáng của chúng như là một hàm của dòng điện truyền động. Đèn LED là bộ phát đơn giản tạo ra nhiều ánh sáng hơn khi dòng điện tăng cho đến khi dòng điện cao hơn làm chúng nóng lên và công suất phát sáng của chúng giảm, hạn chế tổng công suất phát ra. Laser bắt đầu giống như đèn LED, tạo ra nhiều ánh sáng hơn với nhiều dòng điện hơn, nhưng ánh sáng bị giới hạn trong một khu vực nhỏ trong chip bán dẫn gọi là khoang laser, theo chiều ngang bên trong chip đối với hầu hết các tia laser nhưng theo chiều dọc trong VCSEL Giống như tất cả các tia laser, một lần lượng ánh sáng nhất định được tạo ra bên trong khoang laser, thiết bị trở thành "laser" - từ viết tắt của "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích". Khi thiết bị đạt đến một mức dòng điện nhất định, nó sẽ vượt qua ngưỡng laser và lượng ánh sáng phát ra sẽ cao hơn nhiều với dòng điện tăng ít.
Đường cong LI giúp chỉ ra tại sao tia laser có băng thông cao hơn đèn LED. Đèn LED được điều chế trên phạm vi dòng điện cao hơn để bật và tắt xung phát ra ánh sáng. Laser bị sai lệch ở ngưỡng sau đó được điều chế với những thay đổi dòng điện nhỏ để có được những thay đổi lớn về công suất ánh sáng. Kích thước nhỏ hơn của tia laser cũng giúp chúng dễ dàng điều chỉnh nhanh hơn. Nhìn chung, đèn LED được giới hạn ở liên kết vài trăm megabit/giây trong khi tia laser phù hợp với liên kết 25-50 gigabit/giây khi được điều chế trực tiếp. (Có thể đạt được tốc độ bit cao hơn bằng cách bật tia laser mọi lúc (CW) và điều chỉnh nó từ bên ngoài.
Đèn LED có công suất đầu ra thấp hơn nhiều so với laser và kiểu chùm ánh sáng phát ra phân kỳ, lớn hơn khiến chúng khó kết hợp thành sợi hơn, thường hạn chế chúng sử dụng với sợi đa mode. Đèn LED có băng thông ít hơn nhiều so với laser và bị giới hạn ở các hệ thống hoạt động ở tần số lên tới khoảng 250 MHz hoặc khoảng 200 Mb/s.
Laser có đầu ra ánh sáng nhỏ hơn, chặt chẽ hơn và dễ dàng ghép nối với sợi quang singlemode, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các liên kết tốc độ cao ở khoảng cách xa. Laser có khả năng băng thông rất cao, hầu hết đều hữu ích ở tốc độ trên 10 GHz hoặc 10 Gb/s.
VCSEL là một thiết bị lạ. Họ sử dụng thủ thuật chế tạo chất bán dẫn để tạo ra một hốc laser thẳng đứng trong chip để ánh sáng chiếu ra phía trên, giúp dễ dàng ghép thành sợi. Nhưng cấu trúc thiết bị chỉ khả thi đối với nguồn ~850nm, bước sóng được sử dụng cho sợi đa mode.
Do phương pháp chế tạo nên đèn LED và VCSEL có chi phí sản xuất rẻ. Laser đắt hơn vì việc tạo khoang laser bên trong thiết bị khó khăn hơn. Con chip phải được tách ra khỏi tấm bán dẫn và mỗi đầu được phủ trước khi tia laser có thể được kiểm tra xem nó có tốt hay không.
So sánh đầu ra quang phổ của đèn LED và VCSEL, cả hai đều có bước sóng trung tâm khoảng 850nm.
Một điểm khác biệt lớn giữa đèn LED và cả hai loại laser là đầu ra quang phổ. Đèn LED có đầu ra quang phổ rất rộng khiến chúng bị phân tán màu trong sợi quang, trong khi laser có đầu ra quang phổ hẹp nên chịu rất ít sự phân tán màu. Trong sợi quang đa mode, băng thông của đèn LED bị hạn chế rất nhiều bởi sự phân tán màu sắc do độ rộng phổ lớn của nó (ánh sáng ở bước sóng dài hơn truyền nhanh hơn ánh sáng ở bước sóng ngắn hơn gây ra sự phân tán). Điều này làm tăng thêm lợi thế của VCSEL cho các mạng tốc độ cao hơn.
Chào mừng liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết:
Whatsapp/Skype/Wechat: 0086 181 5840 0345
Email: info@brandnew-china.com