Расчет характеристик полупроводниковых излучателей и приемников оптического излучения

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования (ФГБОУ ВО)

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра: «Информационные технологии и

системы»

Курсовая работа

Квантовые и СВЧ-приборы

Тема: РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ  ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ  И ПРИЕМНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вариант 8

Выполнил: студент 2 курса

Лебедев П. А.

Группа: БЗИ25ИТС

Шифр: КТ22-ИКТ(Б)-098

Проверил преподаватель:

Луговой В. А.

Хабаровск, 2024

Министерство транспорта Российской Федерации Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра "Телекоммуникации"

Задание на курсовую работу по дисциплине

"Квантовые и СВЧ-приборы"

Вариант 8

ТЕМА ПРОЕКТА: "РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ И ПРИЕМНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ"

1. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ.

Исходные данные:

1.1. Потери в фотоприемнике, Рппр, дБ……………………………………………...1,5

1.2.  Удельное затухание сигнала в атмосфере w, дБ/м…………………………...0,35

1.3. Совмещенный приемник и передатчик R=20 м, Q=4 мРад (телесный угол); диаметр линзы D=20 мм.

1.4. Коэффициент энергетического запаса оптического канала …………………. 1,5

1.5. Номинальный ток фотоприемника I, мА………………………………………..0,1

1.6. Тип фотоприемника……………………………………………………...ФДУК-11

1.7. Длина волны, нм…………………………………………………………………. 700

1.8. Зависимость чувствительности S фотодиода о длины волны λ излучения

[pic 1]

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ

2.1. Представить спектральную характеристику и диаграмму направленности излучателя и.

2.2. Определить основные параметры излучателей.

• Длину волны λ при максимальной мощности излучения и область излучения.
• Ширину спектра, Δ λ.
• Угол расходимости θ

Излучатель…………………………………………………………………………. К53

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФОТОДИОДОВ

3.1.  Представить спектральную характеристику чувствительности фотодиодов

3.2. Определить:

• Полосу пропускания;
• Внутренний квартовый выход;
• Энергию фотона;
• Граничную длину волны;
• Монохроматическую чувствительность.

3.3. Указать область применения

3.4. Фотодиод…………………………………………………………………. ФДК - 1

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

4.1 Принцип действия лазера

• Инверсия
• Обратная связь
• Гелий-неоновый лазер

4.2. Особенности источников излучения в технике связи

Задание выдал преподаватель     __________________________              В.А. Луговой

1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Данные для расчета:

Расстояние для системы R = 20м, расхождение луча Q = 4мРад, система с совмещенным приемником и передатчиком.

Диметр линзы приемника Dnр = 20 мм.

[pic 2][pic 3]

Примем что:

где Рл – мощность луча, улавливаемая приемником, rл и rп – радиусы кругов площадей Sл и Sп п соответственно,

rп =Dпр/2,

rл=Rtg(Q/2).

Тогда

poпт =10lg (Рл/Рп) =10lg (rл/rп), дБ.

По приведенным данным найдем rл, rп и poпт.

rл=Rtg(Q/2)=20·tg(4·10-3/2)=20·0,0015=0,04м

rп =Dпр/2=20/2=10мм=0,01м.

poпт =10lg (rл/rп)= 10lg (0,04/0,01)=4дБ.