光电检测器和光接收机课件.ppt

1、第5章光电检测器和光接收机本章内容本章内容5.1 光检测器光检测器 5.2 光电检测器的工作特性光电检测器的工作特性5.3 光接收机光接收机5.4 光接收机的噪声光接收机的噪声5.5 光接收机的误码率和接收灵敏度光接收机的误码率和接收灵敏度小结、习题小结、习题2.1 光检测器光检测器1.光纤通信对光电检测器的主要要求光纤通信对光电检测器的主要要求(1)在工作波长上光电转换效率要高，即对一定的入射光在工作波长上光电转换效率要高，即对一定的入射光信号功率，光检测器能输出尽可能大的光电流；信号功率，光检测器能输出尽可能大的光电流；(2)检测过程中带来的附加噪声尽可能小；检测过程中带来的附加噪声尽可能

2、小；(3)响应速度快、线性好及频带宽，使信号失真尽量小；响应速度快、线性好及频带宽，使信号失真尽量小；(4)高可靠长寿命，尺寸与光纤直径相配，工作电压低等。高可靠长寿命，尺寸与光纤直径相配，工作电压低等。2半导体的光电效应半导体的光电效应 半导体光检测器是利用半导体的光电效应制成。半导体光检测器是利用半导体的光电效应制成。光生伏特效应光生伏特效应-适当波长的光，照射非均适当波长的光，照射非均匀半导体（如匀半导体（如P-N结）即使没有外电场作用，结）即使没有外电场作用，也会因内建场的存在，使半导体中产生电动势也会因内建场的存在，使半导体中产生电动势（光生电压），这种内建场引起的光电转换过（光生电

3、压），这种内建场引起的光电转换过程称为光生伏特效应。程称为光生伏特效应。条件条件1.24()()cgghCmEEevghfE3PIN光电二极管光电二极管吸收区与作用区吸收区与作用区从半导体表面到内部从半导体表面到内部x方向上吸收入射光产生电子孔穴对方向上吸收入射光产生电子孔穴对xsePP0s：吸收系数：吸收系数1/cm吸收区：吸收区：s1称称 为穿透深度为穿透深度作用区作用区耗尽层内耗尽层内（每对光生载流子都可（每对光生载流子都可迅速漂移生成电流）迅速漂移生成电流）两侧扩散长度内两侧扩散长度内（只有扩散到耗尽层边缘，（只有扩散到耗尽层边缘，才能漂移生成电流）才能漂移生成电流）-转换效率高、运动

4、速度快转换效率高、运动速度快耗尽区内转换效率最高耗尽区内转换效率最高 为此为此施加反偏压施加反偏压扩大耗尽层扩大耗尽层PNh 0 x为了改善光电检测器的响应速度和转换效率，在为了改善光电检测器的响应速度和转换效率，在P型材型材料和料和N型材料之间加一个型材料之间加一个I层（本征耗尽层），它是层（本征耗尽层），它是轻掺杂的轻掺杂的N型材料，电子浓度很低，经扩散可以形成型材料，电子浓度很低，经扩散可以形成一个很宽的耗尽层。这就是一个很宽的耗尽层。这就是PIN光电二极管（光电二极管（PIN-PD）工作波长工作波长1.09CSiPINm0.530.471.67CInGaAsmPIN特点：光电转换效率较

5、高（无光生电流放特点：光电转换效率较高（无光生电流放大作用），响应速度快。大作用），响应速度快。由于由于I层很厚具有较高电阻，电压基本上落在该层很厚具有较高电阻，电压基本上落在该区，使势垒区宽度增加，减小扩散运动影响，提高区，使势垒区宽度增加，减小扩散运动影响，提高了响应速度。了响应速度。采用双异质结设计能显著提高二极管的性能。采用双异质结设计能显著提高二极管的性能。APD的工作原理是利用半导体材料的雪崩倍增的工作原理是利用半导体材料的雪崩倍增效应制成的。效应制成的。4雪崩光电二极管雪崩光电二极管图为拉通型雪崩光电图为拉通型雪崩光电二极管二极管(RAPD)的结构的结构示意图和电场分布图。示意图

6、和电场分布图。APD的结构：保护环型、拉通型的结构：保护环型、拉通型 比比PIN管响应度大（有高的内部增益）管响应度大（有高的内部增益）四层结构四层结构 -轻掺杂，耗尽层较宽轻掺杂，耗尽层较宽-掺杂极轻的掺杂极轻的P型型-重掺杂，耗尽层极窄重掺杂，耗尽层极窄NPPP-N结外加高反压使结外加高反压使 产生雪崩倍增效应产生雪崩倍增效应 耗尽区载流子在强电场作用下获得很大动能，高耗尽区载流子在强电场作用下获得很大动能，高速碰撞半导体晶格（使价带电子激发到导带，产生速碰撞半导体晶格（使价带电子激发到导带，产生新的电子孔穴对新的电子孔穴对即即“碰撞电离碰撞电离”）不断多次地碰撞电离的结果，载流子密度、反

7、向电不断多次地碰撞电离的结果，载流子密度、反向电流迅速加大，引成所谓雪崩效应。流迅速加大，引成所谓雪崩效应。雪崩光电二极管随使用的材料不同有：雪崩光电二极管随使用的材料不同有：Si-APD(工工作在短波长区作在短波长区)；Ge-APD，InGaAs-APD等等(工作在工作在长波长区长波长区)。Si-APD性能较好，它工作在性能较好，它工作在0.85m附附近，倍增增益高达近，倍增增益高达1001000，暗电流很小；，暗电流很小；Ge-APD工作在长波长区，它的倍增增益一般不超过工作在长波长区，它的倍增增益一般不超过15，过剩噪声大，暗电流也很大，限制了倍增增益及检测过剩噪声大，暗电流也很大，限制

8、了倍增增益及检测灵敏度。灵敏度。InGa/InP或或InGaAsP/InP-APD工作在长波长区工作在长波长区有较好的性能，从结构上，类似于有较好的性能，从结构上，类似于Si-RAPD，吸收区，吸收区和倍增区分开，因此又称为和倍增区分开，因此又称为SAM-APD。APD特点：光电转换效率高（有光生电流放大作用，特点：光电转换效率高（有光生电流放大作用，即雪崩倍增作用），响应速度快。即雪崩倍增作用），响应速度快。PIN、APD二极管比较二极管比较PIN二极管特点：结构简单，可靠性高。电二极管特点：结构简单，可靠性高。电压低，使用方便。量子效率高。噪声小。带宽较压低，使用方便。量子效率高。噪声小。

9、带宽较高。高。APD二极管特点：灵敏度高。高增益。高电压，二极管特点：灵敏度高。高增益。高电压，结构复杂。噪声大。结构复杂。噪声大。PIN的负偏压约为几几十伏，的负偏压约为几几十伏，APD的负偏压约为几的负偏压约为几十一百多伏十一百多伏使用场合：使用场合：PIN：广泛应用于光纤通信系统。在灵敏度要求不：广泛应用于光纤通信系统。在灵敏度要求不高的场合，一般都采用高的场合，一般都采用PIN。APD：在光接收机灵敏度要求较高的场合，采用：在光接收机灵敏度要求较高的场合，采用APD。如：小信号测量如：小信号测量Si-PIN/APD用于短波长用于短波长(0.85m)光纤通信系统。光纤通信系统。InGaA

10、s-PIN用于长波长用于长波长(1.31m/1.55m)系统。系统。把把InGaAs-PIN和使用场效应管（和使用场效应管（FET）的前置放）的前置放大器集成，构成大器集成，构成FET-PIN接收组件，可以进一步提接收组件，可以进一步提高灵敏度，改善器件的性能。高灵敏度，改善器件的性能。5.2 光电检测器的工作特性光电检测器的工作特性 光电检测器的工作特性参数很多，光电检测器的工作特性参数很多，PIN-PD的主要工作特性有的响应度和量子效率、的主要工作特性有的响应度和量子效率、响应时间、暗电流等，由于响应时间、暗电流等，由于APD有雪崩倍有雪崩倍增效应，所以增效应，所以APD除了上述参数外还包

11、括除了上述参数外还包括倍增因子、过剩噪声指数等。倍增因子、过剩噪声指数等。1、响应度和量子效率、响应度和量子效率 响应度是描述这种器件光电转换能力的物理量。响应度是描述这种器件光电转换能力的物理量。描述这种器件光电转换能力也可以从另一个角描述这种器件光电转换能力也可以从另一个角度描述，这就是量子效率度描述，这就是量子效率，定义为产生的光，定义为产生的光生电子生电子-空穴对数占入射光子数的百分比。空穴对数占入射光子数的百分比。0(/)pIRA WP响应度响应度量子效率量子效率00()()()ppIeIhfhcRP hfPee()eRhc通常，通常，R=0.5A/W左右。左右。已知已知Si PIN

12、Si PIN光电二极管，量子效率光电二极管，量子效率=0.7=0.7，波长，波长 =0.85=0.85 m m；GeGe光电二极管，光电二极管，=0.4=0.4，波长，波长=1.6=1.6 m m，计算它们的响应度。，计算它们的响应度。解：解：Si PIN Si PIN光电二极管的响应度：光电二极管的响应度：00eeRhfhc00eeRhfhcGeGe光电二极管的响应度：光电二极管的响应度：1963480.7 1.6 100.85 100.479(/)6.626 103 10AW 1963480.4 1.6 101.6 100.515(/)6.626 103 10AW PIN和和APD的响应度

13、与入射光的波长有关，的响应度与入射光的波长有关，Si-PIN和和Si-APD的波长响应范围为的波长响应范围为6001000nm，对检测对检测0.85m的光非常有效。的光非常有效。Ge-PIN和和Ge-APD或或InGaAs-PIN、InGaAsP-PIN和和InGaAs-APD范围为范围为10001650nm，可，可以接收以接收1310nm和和1550nm的光信号。的光信号。2、响应时间、响应时间 响应时间是描述光电检测器对光信号变化响应速度快响应时间是描述光电检测器对光信号变化响应速度快慢程度的物理量，一般用上升时间和下降时间来表示。慢程度的物理量，一般用上升时间和下降时间来表示。所谓上升时

14、间是所谓上升时间是PD受阶跃光脉冲照射时，输出脉冲受阶跃光脉冲照射时，输出脉冲前沿的前沿的10%点到点到90%点之间的时间间隔来衡量。点之间的时间间隔来衡量。光电检测器的响应时间受三个因素影响：光电检测器的响应时间受三个因素影响：1)渡越时间渡越时间 2)扩散时间扩散时间 3)电路的影响电路的影响ddWtvi2.2RCTTR C222RCdi暗电流暗电流Id是指在是指在PIN规定的反向电压或者规定的反向电压或者APD的的90%击穿电压时，在无入射光情况下器件内部的反向电击穿电压时，在无入射光情况下器件内部的反向电流。暗电流将引起光接收机噪声增大。因此，人们流。暗电流将引起光接收机噪声增大。因此

15、，人们总是希望器件的暗电流越小越好。总是希望器件的暗电流越小越好。3、暗电流、暗电流一般，一般，PIN的的IdE1E2-Vm该电路条件是该电路条件是E2E1E2-VmE2E1确保：当确保：当sin(t)=0（包括无输入信号）时，（包括无输入信号）时，二极管二极管D截止；截止；E1E2-Vm用来确保：当用来确保：当sin(t)=-Vm时，二极管时，二极管D导通；导通；二极管二极管D导通内阻导通内阻rD负载电阻负载电阻RL，以便充电很，以便充电很快、放电很慢。快、放电很慢。2差分电路负反馈箝位器（用在差分电路负反馈箝位器（用在140Mb/s光纤光纤通信系统中）通信系统中）幅度判决幅度判决一、基本功

16、能一、基本功能 将均衡器输出并经过基线恢复处理的升将均衡器输出并经过基线恢复处理的升余弦波信号整形成为非归零（余弦波信号整形成为非归零（NRZ）的矩形）的矩形脉冲信号，以利于时钟提取。脉冲信号，以利于时钟提取。由与非门和反相电路构成。由与非门和反相电路构成。二、典型电路二、典型电路非线性处理非线性处理一、基本功能一、基本功能 将幅度判决输出的非归零矩形脉冲序列信号变为归将幅度判决输出的非归零矩形脉冲序列信号变为归零矩形脉冲序列信号，以利于提取时钟信号。零矩形脉冲序列信号，以利于提取时钟信号。NRZ与与RZ脉冲序列信号的区别如下：脉冲序列信号的区别如下：（1）时域：）时域：NRZ脉冲宽度脉冲宽度

17、等于码元周期等于码元周期Tb，RZ脉冲脉冲宽度宽度小于码元周期小于码元周期Tb(=Tb/m，其中，其中m=2、3、4)。（2）频域：）频域：NRZ功率谱没有时钟频率的线谱分量，功率谱没有时钟频率的线谱分量，RZ功率谱则有之。功率谱则有之。二、典型电路二、典型电路时钟提取时钟提取一、基本功能一、基本功能 从非线性处理输出的从非线性处理输出的RZ信号中获得按时钟频率信号中获得按时钟频率fb振振荡的余弦信号。其中荡的余弦信号。其中fb=1/Tb。二、典型电路：二、典型电路：LC谐振放大器谐振放大器 电感电感L和电容和电容C1、C2（C2是微调电容）构成是微调电容）构成LC谐谐振回路，与输入信号中的相

18、应谐波共振。输入信号振回路，与输入信号中的相应谐波共振。输入信号sin(t)来自非线性处理电路，输出信号来自非线性处理电路，输出信号sout(t)送往限幅移相电送往限幅移相电路，路，sout(t)是衰减余弦振荡信号。它对应于是衰减余弦振荡信号。它对应于sin(t)为单个为单个RZ脉冲时的谐振输出。脉冲时的谐振输出。理论上已推导出理论上已推导出s soutout(t(t)为为(2)0()cosbtQoutbstK etQ是是LC谐振迴路的等效品质因数，其值越大，则幅度谐振迴路的等效品质因数，其值越大，则幅度衰减越慢。衰减越慢。b是谐振角频率。是谐振角频率。sout(t)的两相邻正波峰间隔为的两相

19、邻正波峰间隔为2/b，每一个正波峰将，每一个正波峰将处理成为后续电路的时标。处理成为后续电路的时标。若令上式右边若令上式右边K0及指数项为及指数项为则则K(t)是图中是图中sout(t)波形的幅度包络线。波形的幅度包络线。(2)0()btQK tK e限幅移相限幅移相一、基本功能一、基本功能 将时钟提取电路输出的一列幅度变化很大的余弦振将时钟提取电路输出的一列幅度变化很大的余弦振荡信号进行限幅，得到矩形脉冲信号，再经过移相和电荡信号进行限幅，得到矩形脉冲信号，再经过移相和电平变换，变成后续电路所需要的时钟信号。平变换，变成后续电路所需要的时钟信号。二、典型电路：射极耦合限幅移相电路二、典型电路

20、：射极耦合限幅移相电路 输入信号输入信号sin(t)是来自时钟提取电路的衰减余弦振荡是来自时钟提取电路的衰减余弦振荡信号，输出信号信号，输出信号sout(t)是定时脉冲信号，送往定时判决是定时脉冲信号，送往定时判决电路。限幅功能由电路。限幅功能由BG1BG4完成，移相功能由输出端完成，移相功能由输出端的的R、C完成。完成。该电路工作状态的确定：该电路工作状态的确定：该电路有三种工作状态：该电路有三种工作状态：状态状态I：BG2截止、截止、BG3导通；导通；状态状态II：BG2、BG3同时导通；同时导通；状态状态III：BG2导通、导通、BG3截止。截止。选择两个临界电压选择两个临界电压V1（0

21、）定时判决定时判决一、基本功能一、基本功能 利用限幅移相电路输出的时钟脉冲的控制作用，将幅利用限幅移相电路输出的时钟脉冲的控制作用，将幅度判决电路输出的度判决电路输出的NRZ脉冲信号（其前后沿有较大抖动）脉冲信号（其前后沿有较大抖动）变成与发送端一致的变成与发送端一致的NRZ脉冲信号（抖动很小）。脉冲信号（抖动很小）。二、典型电路：使用二、典型电路：使用D触发器触发器 D端输入来自幅度判决电路的端输入来自幅度判决电路的NRZ信号，信号，CK端输入来端输入来自限幅移相电路的定时脉冲信号，自限幅移相电路的定时脉冲信号，Q端输出再生端输出再生NRZ信号，信号，送往输出电路进行码型反变换。送往输出电路

22、进行码型反变换。3.光接收模块和集成光接收机光接收模块和集成光接收机 光接收模块是指将包括光接收模块是指将包括PD管芯和前置放大器管芯和前置放大器以及阻抗匹配电路和电路状态监视以及阻抗匹配电路和电路状态监视/警示电警示电路，再加上若干光学元件集成在一个管壳路，再加上若干光学元件集成在一个管壳内并形成光接收功能的器件。内并形成光接收功能的器件。集成光接收机与光接收模块不同，它是采用集成光接收机与光接收模块不同，它是采用集成电路工艺技术把所有的元件集成在一集成电路工艺技术把所有的元件集成在一个芯片上。个芯片上。在高比特工作时，这种集成光接收机具有在高比特工作时，这种集成光接收机具有很多优点。很多优

23、点。90年代末用年代末用Si和和GaAs集成电路工集成电路工艺已制成带宽超过艺已制成带宽超过2GHz的集成光接收机，现的集成光接收机，现在带宽超过在带宽超过10GHz的集成光接收机也已用于光的集成光接收机也已用于光波实验系统。波实验系统。集成光接收机设计制造有两种方案，一种称为混合集成集成光接收机设计制造有两种方案，一种称为混合集成光接收机，它将电子器件集成在光接收机，它将电子器件集成在GaAs芯片上，而将光芯片上，而将光电二极管制造在电二极管制造在InP芯片上，然后将芯片上，然后将InP芯片按图示倒芯片按图示倒装式接合法，堆叠在装式接合法，堆叠在GaAs芯片上，使这两个芯片连接芯片上，使这两

24、个芯片连接起来。另一种是光电集成电路（起来。另一种是光电集成电路（OEIC），将光接收机），将光接收机所有元器件集成在同一芯片上。所有元器件集成在同一芯片上。4.光收发一体模块光收发一体模块光收发一体模块是将传统的分离发射、接收光收发一体模块是将传统的分离发射、接收组件合二为一密封在同一管壳内的新型光组件合二为一密封在同一管壳内的新型光电器件。它具有如下优点：小型化、低成电器件。它具有如下优点：小型化、低成本、高可靠性和高性能，在数据通信和电本、高可靠性和高性能，在数据通信和电信传输中均有广阔的应用前景。信传输中均有广阔的应用前景。5.4 光接收机的噪声光接收机的噪声1数字光纤通信系统的信号变

25、换特点数字光纤通信系统的信号变换特点在数字光纤通信系统中，传输的是由在数字光纤通信系统中，传输的是由“0”和和“1”组成的组成的二进制光脉冲信号，这是一种单极性码，即光功率在二进制光脉冲信号，这是一种单极性码，即光功率在“接通接通”(“1”码码)和和“断开断开”(“0”码码)两个电平上变动。两个电平上变动。按照按照“1”码时码元周期码时码元周期T的大小，分为归零码的大小，分为归零码(RZ码码)与非归零码与非归零码(NRZ码码)两种。显然，两种。显然，RZ码的占空比为码的占空比为0.5，而，而NRZ码的占空比为码的占空比为1。为数字光纤通信系统中数字脉冲传输过程的为数字光纤通信系统中数字脉冲传输

26、过程的变换特点。变换特点。2光接收机的噪声源光接收机的噪声源 光接收机的噪声是与信息无关的随机变化量，噪声光接收机的噪声是与信息无关的随机变化量，噪声源从引入过程来分，可分为两类，即与信号光电检测器源从引入过程来分，可分为两类，即与信号光电检测器有关的噪声和与光电接收机电路有关的噪声。有关的噪声和与光电接收机电路有关的噪声。与信号光电检测器有关的噪声包括：量子噪声、雪崩与信号光电检测器有关的噪声包括：量子噪声、雪崩倍增噪声、暗电流及漏电流噪声和背景噪声等等。倍增噪声、暗电流及漏电流噪声和背景噪声等等。与光接收机电路有关的噪声包括：放大器噪声、负载与光接收机电路有关的噪声包括：放大器噪声、负载电

27、阻热噪声等。电阻热噪声等。3噪声的评价方法噪声的评价方法 1）噪声的大小可以用均方值来表示）噪声的大小可以用均方值来表示()()psI tIi t0pIRP散粒噪声散粒噪声22speIf2fB 电阻热噪声电阻热噪声2()(4)TTBLi tk T Rf总噪声总噪声2222(4)sTpBLneIfk T RfF nF放大器噪声系数放大器噪声系数 2）信噪比）信噪比(SNR)信噪比信噪比(SNR)是评价光接收机性能的重要指标，其是评价光接收机性能的重要指标，其定义为平均信号功率和噪声功率的比值定义为平均信号功率和噪声功率的比值 22pISNRPIN220(4)BLR PSNRk T Rf22024

28、2()()BpDLR PSNRk T fe IIG F GfR APD5.5 光接收机的误码率和接收灵敏度光接收机的误码率和接收灵敏度 1光接收机的误码率分析光接收机的误码率分析 对于数字光接收机，数字信号的恢复是由判决电对于数字光接收机，数字信号的恢复是由判决电路判定，判决电路接收到的波动信号如图所示。路判定，判决电路接收到的波动信号如图所示。阴影部分表示出现错误的情况。阴影部分表示出现错误的情况。光接收机的误码率光接收机的误码率BER定义为：定义为：BER=错误接收的码元数错误接收的码元数/传输的码元总数传输的码元总数(1)(0 1)(0)(1 0)BERPPPP(0 1)(1 0)2PP

29、BER1(1)(0)2PP一般一般202001()(1 0)exp22DIIIPdI212111()(0 1)exp22DIIIPdI200212DxIIedx210212DxIIedx11IIx00IIx为使总误码率最小，一般令为使总误码率最小，一般令(0 1)(1 0)PP0101DDIIIIQ从而有从而有这样，就得到这样，就得到BERBER与与参量参量Q Q的的关系式：关系式：2212xQBERedx参量参量Q Q带带有信噪比的意义，因为有信噪比的意义，因为 1010IIQ0 11 010DIII 对对Q3，近似表达式有合理的精度，近似表达式有合理的精度，BER随随Q参数的变化趋势如图示

30、，当参数的变化趋势如图示，当Q增大时，增大时，BER降低了，接收机性能提高了。降低了，接收机性能提高了。灵敏度是数字光接收机最重要的指标，它直接决定光灵敏度是数字光接收机最重要的指标，它直接决定光纤通信系统的中继距离和通信质量。数字光接收机的纤通信系统的中继距离和通信质量。数字光接收机的灵敏度定义为：在保证一定误码率的条件下，光接收灵敏度定义为：在保证一定误码率的条件下，光接收机所需接收的最小光功率。机所需接收的最小光功率。灵敏度越高，意味着数字光接收机接收微弱光信号的灵敏度越高，意味着数字光接收机接收微弱光信号的能力就越强，当光发送机输出功率一定时，则保证通能力就越强，当光发送机输出功率一定

31、时，则保证通信质量信质量(误码率低于某一数值误码率低于某一数值)的中继距离就越长。因的中继距离就越长。因此，提高数字光接收机的灵敏度，可以延长光纤通信此，提高数字光接收机的灵敏度，可以延长光纤通信的中继距离和增加通信容量。的中继距离和增加通信容量。2光接收机的灵敏度和动态范围光接收机的灵敏度和动态范围最小平均光功率最小平均光功率Pmin，在国际单位制中，它的单，在国际单位制中，它的单位是瓦位是瓦(W)；而在工程上，光接收机的灵敏率常；而在工程上，光接收机的灵敏率常用光功率相对值来表示，单位是分贝毫瓦用光功率相对值来表示，单位是分贝毫瓦(dBm)。二者的换算关系为二者的换算关系为 min3()(

32、)10lg10rmPWS dB 光接收机的动态范围是在保证系统的误光接收机的动态范围是在保证系统的误码率指标要求下，光接收机最低输入光码率指标要求下，光接收机最低输入光功率功率Pmin和最大允许光功率和最大允许光功率Pmax的变化的变化范围。这个范围用范围。这个范围用D来表示，一般在工程来表示，一般在工程上用二者上用二者(用用dBm为单位描述为单位描述)之差来表示。之差来表示。一台质量好的光接收机应有较宽的动态一台质量好的光接收机应有较宽的动态范围。范围。光接收机的极限灵敏度光接收机的极限灵敏度 式中：式中：B为比特率；为比特率；hf为光子的能量；为光子的能量；为每为每比特的平均光子数，假设当

33、比特比特的平均光子数，假设当比特“0”不携带不携带能量，能量，。rpPN hfBpN2ppNN 考虑非理想条件下考虑非理想条件下 ,接收机要求的最小平均光功率接收机要求的最小平均光功率增大了，这个增量称为功率代价，也称灵敏度恶化。增大了，这个增量称为功率代价，也称灵敏度恶化。造成功率代价的因素有多种，大致可分为两类造成功率代价的因素有多种，大致可分为两类:第一类是即使没有光纤，不传输也存在，包括：消第一类是即使没有光纤，不传输也存在，包括：消光比引起的灵敏度恶化，强度噪声引起的灵敏度恶光比引起的灵敏度恶化，强度噪声引起的灵敏度恶化，取样时间抖动引起的灵敏度恶化等。化，取样时间抖动引起的灵敏度恶化等。第二类是光信号在光纤中传输时而产生的灵敏度恶第二类是光信号在光纤中传输时而产生的灵敏度恶化。灵敏度恶化的结果是实际的光接收机的灵敏度化。灵敏度恶化的结果是实际的光接收机的灵敏度要降低许多。要降低许多。