光纖通信_第3章 光源與光檢測器

1、第3章 光源與光檢測器 v3.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體LD的工作原理的工作原理 v3.2 輸出光功率及光源與光纖的耦輸出光功率及光源與光纖的耦合合 v3.3 LD的溫度特性與自動溫度控的溫度特性與自動溫度控制制v3.4 LD的輸出光功率穩(wěn)定性與自的輸出光功率穩(wěn)定性與自動功率控制動功率控制v3.5 半導(dǎo)體半導(dǎo)體LED v3.6 光檢測器光檢測器 v3.7 PIN v3.8 APD v習(xí)題三習(xí)題三 3.1 半導(dǎo)體LD的工作原理 v 3.1.1 光放大v 1. 受激輻射的概念v 大家已經(jīng)知道， 任何一個物理系統(tǒng)如原子內(nèi)部的電子是處于不同的能量軌道上的， 電子在每一個這樣的軌道上運(yùn)動時具有確定的能量， 稱為原

2、子的一個能級能級。 能級圖就是用一系列的水平橫線來表示原子內(nèi)部的能量關(guān)系的。 當(dāng)原子原子中的電子與外界有能量交換時中的電子與外界有能量交換時， 電子就電子就在不同的能級之間躍遷，在不同的能級之間躍遷， 并伴隨有能量并伴隨有能量如光能、如光能、 熱能等的吸收與釋放。熱能等的吸收與釋放。 v 考慮一個具有二能級的原子系統(tǒng)， 能級為E1和E2， 且E2E1， 如果照在其上的光波頻率為fc， 且光子的能量hfc滿足hfc=E2-E1, h為普郎克常數(shù)，則引起原子在不同的能級E1和E2之間的躍遷， E1E2 和E2E1之間的躍遷是同時發(fā)生的。 原子吸收了光子的能量從E1躍遷到E2， 原子從E2躍遷到 E

3、1放出一個光子， v 其能量與入射光子的能量hfc一樣， 前者稱為受激吸收， 后者稱為受激輻射， 它與自發(fā)輻射是不同的， 它們合稱為光光與物質(zhì)之間的三種相互作用與物質(zhì)之間的三種相互作用, 即自發(fā)輻射、自發(fā)輻射、 受激吸收、受激吸收、 受激輻射受激輻射。 如果受激輻射超過受激吸收而占主導(dǎo)地位， 則入射的光信號會引起 E2E1之間的躍遷多于E1E2 之間的躍遷， 導(dǎo)致了能量為導(dǎo)致了能量為hfc的光子數(shù)的凈增加，的光子數(shù)的凈增加， 入射的光信號得到入射的光信號得到了放大了放大， 如圖 3.1所示； 否則， 光信號將被衰減。 圖3.1 二能級原子系統(tǒng)的受激輻射與吸收 E2E1受激輻射受激吸收受激輻射v

4、 根據(jù)物理學(xué)原理可知， 每個原子的E1E2的躍遷速率和E2E1的躍遷速率是一樣的， 可以用r表示。 如果假設(shè)能級E1和E2上的粒子數(shù)（電子的數(shù)目）分別為N1和N2， 則功率凈增益（單位時間的能量）為（N2-N1）hfc。 顯然， 如果要實(shí)現(xiàn)信號放大， 該值必為正, 即（N2-N1）0,N2N1。 這一條件稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 之所以稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，是因?yàn)樵谡崞胶鉅顟B(tài)下， 低能級E1上的粒子數(shù)N1是大于高能級E2上的粒子數(shù)N2的,入射的光信號總是被吸收。 v 2. 半導(dǎo)體光放大（器）v 盡管半導(dǎo)體光放大器用來放大光信號時的性能不如EDFA放大器， 但實(shí)際上對它的研究比EDF

5、A還早。 人們發(fā)現(xiàn)它除了用于光放大之外還可用于光開關(guān)、 波長變換器, 所以學(xué)習(xí)它也是理解半導(dǎo)體激光器的基礎(chǔ)。 v v 圖3.2 給出了半導(dǎo)體光放大器SOA的框圖。 SOA實(shí)際上是一個PN結(jié)， 由下面的分析可知， 中間的耗盡層實(shí)際上充當(dāng)了有源區(qū)， 當(dāng)光通過有源區(qū)時，通過有源區(qū)時， 光由于受激輻射而得到了放大光由于受激輻射而得到了放大。 由于放放大器的增益是波長的函數(shù)。大器的增益是波長的函數(shù)。圖3.2 半導(dǎo)體光放大器的結(jié)構(gòu)防反射膜輸出光輸入光有源區(qū)P 型N 型v 在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布情況下， 導(dǎo)帶中的電子數(shù)是很多的， 這時如有光照射， 將有更多的電子通過受激輻射從導(dǎo)帶躍遷到價帶（當(dāng)然是與通過受激吸收從

6、價帶躍遷到導(dǎo)帶的電子數(shù)相比）， 實(shí)際上這就是半導(dǎo)體光放大器產(chǎn)生光增益或粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的條件。 圖3.3 P型半導(dǎo)體的能帶和電子數(shù) (a) 熱平衡; (b) 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)電子能量導(dǎo)帶電子價帶電子(a)(b) 圖3.4 用作放大器的正向偏置的結(jié) (a) 結(jié)； (b) 沒有正向偏置電壓時的少數(shù)載流子和耗盡層； (c) 施加正向偏置電壓Uf時的少數(shù)載流子和耗盡層Uf(c)(b)耗盡層(a)P 型N 型v 半導(dǎo)體的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布可以通半導(dǎo)體的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布可以通過對過對PN結(jié)加正向偏壓來實(shí)現(xiàn)。結(jié)加正向偏壓來實(shí)現(xiàn)。 PN結(jié)由P型和N型半導(dǎo)體組成。 P型半導(dǎo)體是在半型半導(dǎo)體是在半導(dǎo)體中摻入合適的原子導(dǎo)體中摻入合適

7、的原子， 如III族的磷P， 使它有多余的空穴多余的空穴。 相反， N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體中摻入合適的原子中摻入合適的原子， 如VI族的銦In， 使其有多余的電子有多余的電子。v 當(dāng)正向偏置電壓足夠大時，當(dāng)正向偏置電壓足夠大時， 增增加的少數(shù)載流子引起了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，加的少數(shù)載流子引起了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)， 因因此，此， 結(jié)可用作光放大器結(jié)可用作光放大器。 v 實(shí)際中很少使用簡單的結(jié)。 在結(jié)之間有一很薄的半導(dǎo)體材料，在結(jié)之間有一很薄的半導(dǎo)體材料， 它與結(jié)的半導(dǎo)體材料相異，它與結(jié)的半導(dǎo)體材料相異， 這種結(jié)這種結(jié)構(gòu)稱為異質(zhì)結(jié)構(gòu)稱為異質(zhì)結(jié)。 中間一層半導(dǎo)體形成了一個有源區(qū)或?qū)佑性磪^(qū)或?qū)樱?它與型或型半導(dǎo)體材料相比

8、， 其禁帶寬度較小禁帶寬度較小， 而折射折射率較高率較高。 高的折高的折射率射率使這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成了構(gòu)成了一個電介質(zhì)波導(dǎo)一個電介質(zhì)波導(dǎo)， 在放大時有利于將光限制在有源區(qū)內(nèi)。 v 半導(dǎo)體光放大器中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)半導(dǎo)體光放大器中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布條件（受激輻射超過吸收）是波長分布條件（受激輻射超過吸收）是波長或頻率的函數(shù)或頻率的函數(shù)， 如入射光波的頻率為fc， 則滿足hfcEg(Eg為半導(dǎo)體的禁帶寬度)。 如果與Eg對應(yīng)的最低光頻即最長光波長能夠放大， 則隨著正向偏壓的加大， 該波長的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布條件首先滿足， 隨著正向偏置電壓的加大, 注入的電子占注入的電子占據(jù)了型半導(dǎo)體的高能級，據(jù)了型半導(dǎo)體的高能級

9、， 這時短波長這時短波長的信號開始放大的信號開始放大。 v 實(shí)際上半導(dǎo)體SOA的放大帶寬可達(dá) 100 nm， 可以同時放大1.30 m、 1.55 m窗口的信號。 v 3.1.2 F-P腔半導(dǎo)體激光器v 半導(dǎo)體激光器是光纖通信最主要的光源， 它實(shí)際上是置于一個反射腔置于一個反射腔之內(nèi)的光放大器之內(nèi)的光放大器。 反射腔通過正反饋使放大器產(chǎn)生振蕩。 半導(dǎo)體激光器的增益介質(zhì)是正向偏置的PN 結(jié)。 v 如果將放大器置于如圖3.5所示的F-P腔內(nèi)， 就構(gòu)成了一個F-P腔放大器。 F-P腔實(shí)際上是由兩個平行的平面反射鏡兩個平行的平面反射鏡構(gòu)成的構(gòu)成的， 它使得只有與腔內(nèi)諧振波長相對應(yīng)的波的增益增高。 換句

10、話說, F-P腔腔具有波長選擇性。具有波長選擇性。 圖3.5所示的F-P腔， 其右端面將一部分光透射過去， 另一部分光被反射回來后在其左端面又反射回來。 與腔內(nèi)諧振波長相對應(yīng)， 通過右端面發(fā)送出去的所有光波其相位相互疊加。 相位疊加的結(jié)果是發(fā)送出去的光波其幅度比其他波長的光波得到了很大的增強(qiáng)， 因而， 端面的部分反射作用使光放大器端面的部分反射作用使光放大器的增益變成了波長的函數(shù)的增益變成了波長的函數(shù)。 圖3.5 F-P光學(xué)諧振腔增益介質(zhì)反射鏡面有源區(qū) PN注入電流v 如果增益介質(zhì)的增益和鏡面的反射率足夠高的話， 光放大器將形成振蕩光放大器將形成振蕩， 即使在沒有輸入光信號的情況下也將有即使在

11、沒有輸入光信號的情況下也將有光信號輸出光信號輸出。 對于給定的器件， 產(chǎn)生激光輸出的條件稱為閾值條件閾值條件。輸入在閾值以上， 器件已不是放大器， 而是一個振蕩器或激光器。 這主要是因?yàn)榉糯笃鞣糯笃鲙拑?nèi)存在所有波長的自發(fā)輻射光信號，帶寬內(nèi)存在所有波長的自發(fā)輻射光信號， 即使在沒有光信號輸入時，即使在沒有光信號輸入時， 由于腔的選由于腔的選擇性而有相應(yīng)波長的光信號輸出擇性而有相應(yīng)波長的光信號輸出。 3.2 輸出光功率及光源與光纖的耦合 v LD的輸出光功率是隨著注入電流的輸出光功率是隨著注入電流的不同而改變的不同而改變的。 注入電流常用毫安(mA)來表示， 光功率的單位為毫瓦(mW), 但實(shí)際

12、工程應(yīng)用中常用分貝(dBm)來表示。 其定義為mWmWPdBPm1)(lg10)(v 3.2.1 閾值特性v 半導(dǎo)體激光器是一閾值器件， 它的工作狀態(tài)， 隨注入電流的不同而不同。 當(dāng)注入電流較小時，注入電流較小時， 激活區(qū)不能實(shí)現(xiàn)粒激活區(qū)不能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，子數(shù)反轉(zhuǎn)， 自發(fā)發(fā)射占主導(dǎo)地位，自發(fā)發(fā)射占主導(dǎo)地位， 激光激光器發(fā)射普通的熒光器發(fā)射普通的熒光。注入電流小于閾值電流時， 諧振腔內(nèi)的增益還不足以克服如介質(zhì)的吸收、 鏡面反射不完全（反射系統(tǒng)120 K?？梢奍nGaAsP激光器對溫度較敏感。 0/0TTtheIIv LD在高溫環(huán)境下工作也會影響它高溫環(huán)境下工作也會影響它的壽命，的壽命， 而且而

13、且LD的發(fā)射波長也會產(chǎn)生變的發(fā)射波長也會產(chǎn)生變化化， 以至影響數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的正常工作， 所以在光發(fā)送機(jī)電路中需要對LD的溫度進(jìn)行控制。 一般采用兩種方法來進(jìn)行溫度控制： 一種是環(huán)境溫度控制法， 另 一 種 是 對 L D 進(jìn) 行 自 動 溫 度 控 制（ATC）。 v 環(huán)境溫度控制主要對通信機(jī)房的溫度進(jìn)行調(diào)控， 這種方法對環(huán)境溫度要求過高， 顯然不合適。 目前在數(shù)字光纖通信中對LD進(jìn)行自動溫度控制一般采取半導(dǎo)體制冷器控制方式。 v 半導(dǎo)體制冷的制冷器由特殊的半導(dǎo)體材料制成， 當(dāng)其通過直流電流通過直流電流時， 一端制冷（吸熱）， 另一端放熱。 在LD的組件中， 將制冷器的冷端貼在LD的熱沉上

14、， 測試用的熱敏電阻也貼在熱沉上， 通過溫度自動控制電路控制通過溫度自動控制電路控制通過制冷器的電流制冷器的電流， 就可以控制LD的工作溫度， 從而達(dá)到自動溫度控制的預(yù)期效果。 3.4 LD的輸出光功率穩(wěn)定性與自動功率控制v LD穩(wěn)定的輸出功率對光發(fā)送機(jī)來說非常重要， 所以要通過自動功率控制（APC）來實(shí)現(xiàn)光功率的穩(wěn)定輸出。v APC的主要功能是自動補(bǔ)償LD由于環(huán)境溫度變化和老化效應(yīng)而引起的輸出光功率的變化， 保持其輸出光功率不變， 或保持其變化幅度不超過數(shù)字光纖通信工程設(shè)計要求的指標(biāo)范圍。 v 另外，自動控制光發(fā)送機(jī)的輸入信號碼流中長連“0”序列或無信號輸入時使LD不發(fā)激光而發(fā)熒光。這樣就有

15、效地保護(hù)了LD不致因?yàn)檫^高的直流光而受到損害， 這對延長LD的工作壽命也十分有益。 v 采用APC，可以在1050C的溫度變化范圍內(nèi)， 可控制輸出光功率變化小于5%。 3.5 半 導(dǎo) 體 LED v 3.5.1 LED的結(jié)構(gòu)v LED主要有五種結(jié)構(gòu)類型， 但在光纖通信中獲得了廣泛應(yīng)用的只有兩種， 即面面發(fā)光二極管發(fā)光二極管(SLED)和邊發(fā)光二極管邊發(fā)光二極管(ELED)。 另三種LED為平面LED、 圓頂形LED和超發(fā)光LED, 其中前兩種發(fā)光強(qiáng)度低發(fā)光強(qiáng)度低， 在采用價廉的塑料封裝后， 可作為可見光及近紅外的顯示、 報警、 計算及其他工業(yè)應(yīng)用。 v 面發(fā)光二極管大小與光纖纖芯面積相當(dāng)(直徑

16、為4050 m)。有很寬的角向分布， 半功率點(diǎn)束寬=120。 因此， 它與光纖的直接耦合效率很低， 僅有約4%。 為了提高耦合效率， 可在發(fā)光面與光纖之間形成微透鏡， 從而使入纖功率提高23倍。v 3.5.2 LED的特性v 1. P-I特性 v LED的輸出光功率P與電流I的關(guān)系即P-I特性如圖3.26所示。 LED是非閾值器件， 其發(fā)光功率隨工作電流的增大而增大， 并在大電流時逐漸飽和。 LED的工作電流通常為50100 mA， 這時偏置電壓為1.21.8 V， 輸出功率約為幾毫瓦。工作溫度提高時， 同樣工作電流下LED的輸出功率要下降。 例如當(dāng)溫度從20提高到70時， 輸出功率將下降約一

17、半。 但相對LD而言， 溫度的影響較小。 圖3.26 LED的特性151050SLEDELED20702070100200300 400 500電流 / mA發(fā)射功率 / mWv 2. 頻譜特性v 如前所述， LED的工作基于半導(dǎo)體的自發(fā)輻射自發(fā)輻射。 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)帶和價半導(dǎo)體材料的導(dǎo)帶和價帶都有許多不同的能級帶都有許多不同的能級。 因此， LED的發(fā)射波長在其中心值附近占據(jù)較大的范圍。定義光強(qiáng)下降一半的兩點(diǎn)間波長變光強(qiáng)下降一半的兩點(diǎn)間波長變化 為 輸 出 譜 線 寬 度化 為 輸 出 譜 線 寬 度 ( 半 功 率 點(diǎn) 全 寬FWHM）， 這就是光源的線寬光源的線寬, 在室溫下， 短波長L

18、ED的線寬約為2540 nm， 長波長LED的線寬則可達(dá)75100 nm。 圖3.27 導(dǎo)帶和價帶能級間的光發(fā)射和線寬 （a） 光發(fā)射; （b） 線寬導(dǎo)帶價帶10.5歸一化光功率g(a)(b)v LED的線寬與許多因素有關(guān)。 首先， 線寬隨有源層摻雜濃度的增加而變寬。 通常， SLED為重?fù)诫s， ELED為輕摻雜， 因此ELED的線寬稍窄。 v 其次, 載流子在高溫下有更寬的能量分布，因此， LED線寬隨溫度升高而加寬。 大電流時， 因結(jié)溫升高而線寬加大， 同時峰值波長向長波長移動， 移動速度為0.20.3 nm/（短波長器件）或0.30.5 nm/(長波長器件)， 因此， 光纖色散的影響較嚴(yán)

19、重， 限制了傳輸距離和速率。 v 3. 調(diào)制特性v LED的光功率輸出可直接由信號電流來調(diào)制。 在數(shù)字調(diào)制時， 它可由電流源直接調(diào)制； 在模擬調(diào)制時， 則先要將LED直流偏置。v 從LED的P-I特性可知， 當(dāng)注入電流小時， 其線性相當(dāng)好； v 當(dāng)注入電流較大時， 由于PN結(jié)發(fā)熱而逐漸出現(xiàn)飽和。 因此， 即使對于線性要求較高的模擬傳輸來說， LED工工作在線性區(qū)時也是非常合適的光源作在線性區(qū)時也是非常合適的光源。 但若是對線性要求特別高， 則常常需要進(jìn)行線性補(bǔ)償。 3.6 光 檢 測 器 v 光檢測器的基本工作原理如圖3.28所示。 光檢測器由半導(dǎo)體材料制成，光檢測器由半導(dǎo)體材料制成， 當(dāng)光照

20、射到其表面時，當(dāng)光照射到其表面時， 價帶中的電子吸價帶中的電子吸收光子，收光子， 獲得能量的電子躍遷到導(dǎo)帶，獲得能量的電子躍遷到導(dǎo)帶， 同時在價帶中留下了空穴。同時在價帶中留下了空穴。 在外加偏置在外加偏置電壓的情況下，電壓的情況下， 電子空穴對的運(yùn)動形成電子空穴對的運(yùn)動形成了電流，了電流， 這個電流常稱為光生電流這個電流常稱為光生電流。 圖3.28 半導(dǎo)體光檢測器的原理光子電子導(dǎo)帶hfc /e價帶eU空穴Egv 3.6.1 波長響應(yīng) v 根據(jù)量子力學(xué)原理可知， 每個在能級之間躍遷的電子只能吸收一個光子。 要產(chǎn)生光電流要產(chǎn)生光電流, 入射光子的能量必須至少入射光子的能量必須至少等于禁帶寬度等于

21、禁帶寬度， 如圖3.28所示， 這導(dǎo)致了對光頻率fc或波長的限制。 設(shè)半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為Eg， 則geEhchf 式中, c為光速， e為電子電荷。 滿足該限制條件的滿足該限制條件的最大波長稱為截止波長最大波長稱為截止波長截止截止。 不同半導(dǎo)體材料的禁帶寬度和相應(yīng)的截止波長不同。 v 目前， 最重要的半導(dǎo)體材料Si和GaAs不能用作1.3 m和1.55 m波長的光檢測器。 因而新的復(fù)合半導(dǎo)體材料銦復(fù)合半導(dǎo)體材料銦鎵砷鎵砷(InGaAs)和銦鎵砷磷和銦鎵砷磷(InGaAsP)被用作 1.3 m 和1.55 m波長的光檢測器， Si材料用作材料用作0.85 m波長的光檢測器波長的光檢測器。 v

22、 3.6.2 光電轉(zhuǎn)換效率與響應(yīng)度v 量子效率是能量為hf的每個入射光子所產(chǎn)生光電流的電子空穴對數(shù)的百分比稱為光檢測器的量子效率。v hfPeIp/光生 載生載流子入射光子數(shù)v 光檢測器常用另一個參數(shù)響應(yīng)響應(yīng)度度R來衡量， 其定義為光生電流光生電流Ip(A)與與輸入光功率輸入光功率Pin（W）之比）之比， 即)/(WAPIRinp 因?yàn)槿肷涔夤β蔖in對應(yīng)于單位時間（秒）內(nèi)平均入射的光子數(shù)Pin/(hf)， 而入射光子部分被吸收， 并在外電路中產(chǎn)生光電流， 則有)/(WAhfeRv響應(yīng)度用波長表示為 )/(24. 1WAhceRv 實(shí)際上， 僅采用半導(dǎo)體平板制作僅采用半導(dǎo)體平板制作光檢測器也不

23、能實(shí)現(xiàn)較高的量子效率光檢測器也不能實(shí)現(xiàn)較高的量子效率， 這主要是因?yàn)閮r帶中產(chǎn)生的電子在運(yùn)動因?yàn)閮r帶中產(chǎn)生的電子在運(yùn)動到外電路之前和空穴產(chǎn)生了復(fù)合到外電路之前和空穴產(chǎn)生了復(fù)合， 所以必須快速地讓價帶電子離開半導(dǎo)體， 這可以采用在電子產(chǎn)生的區(qū)域加足夠強(qiáng)的電場的方法來實(shí)現(xiàn)， 當(dāng)然最好的方法是采用反向偏置反向偏置的的PN結(jié)來代替均勻的半導(dǎo)結(jié)來代替均勻的半導(dǎo)體平板體平板， 這樣的光檢測器稱為光電二極管。 3.7 PIN v 為了進(jìn)一步提高光檢測器的量子效率和響應(yīng)速度， 在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間加入一種輕微摻雜的本征半導(dǎo)體， 這樣的光光電二極管稱為電二極管稱為PIN光電二極管光電二極管。 I的含義是指

24、中間這一層是本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。 PIN光電二極管光電二極管的耗盡層很寬的耗盡層很寬, 幾乎是整個本征半導(dǎo)體的寬度幾乎是整個本征半導(dǎo)體的寬度， 因而大部分光均在此區(qū)域被吸收， 從而提高了量子效率和響應(yīng)速度。 v 提高量子效率與響應(yīng)速度的更有效的方法是使半導(dǎo)體在工作波長上對光是透明的， 因而工作波長應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于半工作波長應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于半導(dǎo)體的截止波長導(dǎo)體的截止波長， 在此區(qū)域?qū)獠晃铡?P型和N型半導(dǎo)體采用InP半導(dǎo)體材料， 本征半導(dǎo)體采用InGaAs材料， 這樣的光檢測器稱為雙異質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)雙異質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)， 因?yàn)樗瑑蓚€完全不同的半導(dǎo)體材料組成的兩個PN結(jié)。 InP的截止波長為0.92 m， InGaAs的截止波長為1.31.6 m， 因此采用InP半導(dǎo)體材料的P型和N型半導(dǎo)體在1.31.6 m波長是透明的， 光電流的擴(kuò)散部分完全減少了。 圖3.30 基于異質(zhì)結(jié)的PIN光電二極管 InPPIInGaAsInPN 3.8 APDv 3.14.1 APD的結(jié)構(gòu) v 雪崩光電二極管（雪崩光電二極管（APD）可以對尚未）可以對尚未進(jìn)入后面放大器的輸入電路的初級光電流進(jìn)進(jìn)入后面放大器的輸入電路的初級光電流進(jìn)行內(nèi)部放大行內(nèi)部放大。 這樣可以顯著地增加接收機(jī)的這樣可以顯著地增加接收機(jī)的靈敏度靈敏度， 因?yàn)樵谶€沒有遇到接收機(jī)電路的熱噪聲