La fonction la plus fondamentale d'un module optique est de compléter la fonction de conversion optique-électrique/électrique-optique des signaux optiques, et son intérieur est composé de dispositifs optiques, de circuits fonctionnels et d'interfaces optiques. Le dispositif optique est le composant principal du module optique, et le module optique ajoute certains circuits fonctionnels et composants structurels basés sur le dispositif optique.
Commençons par les dispositifs optiques du module optique. Parmi les dispositifs optiques du module optique, les dispositifs optiques utilisés pour la conversion de signal optique sont appelés respectivement TOSA et ROSA. Présentons-les en détail.
Le composant principal du module émetteur optique TOSA (Transmitting Optical Sub-Assembley) réalise principalement la conversion des signaux électriques en signaux optiques. Parmi eux, la source lumineuse (diode électroluminescente semi-conductrice ou diode laser) est le noyau, la puce LD, la photodiode de contrôle (MD) et d'autres composants sont emballés dans une structure compacte (boîtier coaxial TO ou boîtier papillon), puis TOSA est formé.
Dans TOSA, la diode laser LD est actuellement le dispositif d'émission à semi-conducteur le plus couramment utilisé pour les modules optiques. Il a deux paramètres principaux : le courant de seuil (Ith) et l'efficacité de la pente (S). Afin de faire fonctionner rapidement le LD, nous devons fournir au LD un courant de polarisation CC IBIAS légèrement supérieur au courant de seuil (DC Bias dans la figure ci-dessus), c'est-à-dire que le laser est émis lorsque le courant direct dépasse le courant de seuil .
L'ensemble de réception optique ROSA (Sous-ensemble optique de réception), dans le module de fibre optique à haut débit de données, généralement la photodiode PIN ou ADP et le TIA sont assemblés dans un boîtier métallique scellé pour former notre ensemble de réception optique.
Le module optique ROSA est composé d'un photodétecteur (PIN/APD), d'un préamplificateur TIA, d'un amplificateur limiteur, etc.
Regardons d'abord le photodétecteur, le dispositif principal du composant récepteur ROSA (le photodétecteur utilisé dans la figure ci-dessus est APD), dont la fonction principale est de convertir les signaux optiques en signaux électroniques par effet photoélectrique. Les photodétecteurs courants dans les communications optiques sont les photodiodes PIN et les photodiodes à avalanche (APD). Comme nous l'avons mentionné dans les articles précédents, les APD sont un photodétecteur à haute sensibilité qui utilise l'effet de multiplication d'avalanche pour augmenter le photocourant Double, par rapport aux photodiodes PIN, la sensibilité du récepteur APD peut être augmentée de 6 à 10 dB.
Le faible courant de signal généré par le photodétecteur est converti en une tension de signal d'amplitude suffisante par le préamplificateur TIA (Trans-Impedance Amplifier), puis émis. TIA est en fait un convertisseur V, qui convertit le courant électro-optique en tension.
À ce stade, le signal de tension produit par TIA est toujours un signal analogique, qui doit être converti en un signal numérique avant que le circuit de traitement du signal puisse le reconnaître. La fonction de l'amplificateur limiteur Poster Amplifier derrière le TIA est de convertir des signaux d'amplitudes différentes en signaux numériques de même amplitude.
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