课程内容与考核要求：

　　第三章　光纤通信器件

　　一、学习目的与要求

　　（1）深刻理解半导体光源在光纤通信系统中的作用、常用种类、工作原理及工作特性，半导体激光器和半导体发光二极管完成电/光转换的机理基本相同，重点放在半导体激光器的分析上。

　　（2）深刻理解半导体光电效应的基本原理，深刻理解PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管的结构、原理及主要特性。

　　（3）深刻理解光放大器的分类，深刻理解掺铒光纤放大器的结构、工作原理以及特性指标。了解光纤放大器在光纤通信系统中的应用。

　　二、考核知识点与考核要求

　　考核知识点：

　　1.光波的波粒两重性、原子能级的概念、光和物质相互作用时产生的三种基本过程。与激光器有关的概念。

　　2.激光器的一般工作原理。

　　3.半导体激光器（LD）。

　　4.半导体发光二极管（LED）

　　5.半导体的光电效应6.PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管。

　　7.光电检测器的特性。

　　8.光放大器的分类9.掺铒光纤放大器的结构。

　　10.掺铒光纤放大器的工作原理。

　　11.掺铒光纤放大器的特性指标。

　　12.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的应用。

　　考核要求：

　　1.与激光器有关的概念。

　　（1）光波具有波、粒两重性的基本概念，要求达到“领会”层次。

　　（2）了解原子能级的概念，要求达到“识记”层次。

　　（3）费米分布函数表示式及费米分布函数变化曲线的物理含义，要求达到“领会”层次。

　　（4）光与物质相互作用时存在的三种基本过程，能够达到“领会”层次。

　　2.激光器的一般工作原理。

　　（1）粒子数反转分布及光放大的概念，要求达到“领会”层次。

　　（2）构成激光器必须具备的条件，要求达到“领会”层次。

　　（3）光学谐振腔的基本结构、产生激光振荡的基本原理，要求达到“领会”层次。

　　（4）激光器的参量，包括：平均衰减系数 ，增益系数G以及阈值条件，要求达到“领会”层次。

　　（5）谐振频率的概念，以及光学谐振腔的谐振条件，要求达到“领会”层次。

　　3.半导体激光器（LD）。

　　（1）理解光纤通信对半导体发光器件的基本要求，要求达到“识记”层次。

　　（2）同质结半导体激光器及异质结半导体激光器的结构，要求达到“简单应用”层次。

　　（3）了解半导体的能带分布，要求达到“简单应用”层次。

　　（4）产生激光的基本原理，要求达到“领会”层次。

　　（5）半导体激光器的工作特征，包括：阈值特性、光谱特性、温度特性、转换效率，要求达到“综合应用”层次。

　　4.半导体发光二极管（LED）

　　（1）LED与LD相同点及主要区别，要求达到“领会”层次。

　　（2）半导体发光二极管的工作特性，要求达到“简单应用”层次。

　　5.半导体光电效应的基本原理，要求达到“领会”层次。

　　6.光纤通信中常用的半导体光电检测器。

　　（1）PIN光电二极管的结构，要求达到“领会”层次。

　　（2）雪崩光电二极管的雪崩倍增效应，要求达到“领会”层次。

　　（3）APD雪崩光电二极管的结构，要求达到“领会”层次。

　　7.光电检测器的特性。

　　（1）响应度R0和量子效应η的定义，要求达到“领会”层次。

　　（2）响应时间、暗电流、雪崩倍增因子、倍增噪声和过剩噪声系数的基本概念，要求达到“领会”层次。

　　（3）以上各参量的表达式，要求达到“综合应用”层次。

　　8.光放大器的分类。

　　（1）光放大器的分类，要求达到“领会”层次。

　　（2）掺铒光纤放大器的优点，要求达到“识记”层次。

　　9.掺铒光纤放大器的结构。

　　（1）掌握掺铒光纤放大器的组成，要求达到“领会”层次。

　　（2）掌握同向泵浦、反向泵浦及双向泵浦的概念，要求达到“识记”层次。

　　10.掺铒光纤放大器的工作原理。

　　掺铒光纤放大器的简单工作原理，要求达到“领会”层次。

　　11.掺铒光纤放大器的特性指标。

　　功率增益、输出饱和功率、噪声系数的基本概念，要求达到“识记”层次。

　　12.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的应用，要求达到“简单应用”层次。

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