光纤通信实验报告.docx

1、光纤通信实验报告光纤通信实验报告1姓名学号时间地点实验题目半导体激光器 P-I特性测试实验实验目的1、 学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、 了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、 掌握半导体激光器 P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法、实验内容1、 测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出 P-I关系曲线2、 根据P- I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、 ZY12OFCom23BH型光纤通信原理实验箱 1台2、 FC接口光功率计 1台3、 FC-FC单模光跳线 1 根4、 万用表 1台5、 连

2、接导线 20 根四、实验步骤1、 用导线连接电终端模块 T68（M）和T94（13_DIN）。2、 将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器 W44逆时针旋转到最小。3、 旋开光发端机光纤输出端口（ 1310nmT）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到 1310 nm档。4、 用万用表测量T97 （ TV+和T98（TV-）之间的电阻值（电阻焊接在 PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（ V= IR11。）。5、 将电位器 W46 （阈值电流调节）逆时针旋转到底。6、 打开交流电源，此时

3、指示灯 D4、D5、D6、D7、D8亮7、 用万用表测量 T97 （TV+和T98（TV-）两端电压（红表笔插 T97，黑表笔插T98）。&慢慢调节电位器 W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对 应的光功率值，并将测得的数据填入表格中，精确到 0.1uW。9、做完实验后先关闭交流电开关。10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验 箱还原。五、实验报告结果1、根据测试结果，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。U(mV)12345678l(mA)0.20.10.10.470.40.350.610.65P( uW

4、0.20.20.31.92.02.14.35.2U(mV)910121416182022I(mA):6.99.139.77 :10.089.9610.1410.1810.07P( uW68.378.999.7121.2141.1161.1182.6203.5U(mV)P 242628 :3032343638I(mA)10.410.4510.4110.4110.4710.6310.7311.26P( uWP 249.5271.2291.4312.3334.9361.2386.2389.2P-I特性曲线图:2、 根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流的大小。由上图可知：阀值电流 lth

5、=6.9mA3、 根据P-I特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。半导体激光器的斜率 = P/ l=0.036W/A4、 实验结果及误差分析正确。将上表所得实验结果进行分析，绘制 P-I特性曲线可得其阀值电流大概在 6.9mA左右，同时也可以得到 P-I特性是选择半导体激光器的重要参考。在选择时，应选阀值电流尽可能小， 对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样激光器工作电流小，工作稳定性搞，消 光比大，而且不易产生光信号失真。六、思考题1、 试说明半导体激光器发光工作原理。答：半导体激光器发光工作原理：半导体激光器是向半导体 PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，利用谐振腔的

6、正反馈，实现光放大而产生激光震荡。2、 环境温度的改变对半导体激光器 P-I特性有何影响？答：激光器的阈值电流随温度升高而增大，外围分子量效率随温度升高而减小，温度升高时，电流增大，外围分子量效率减小，输出光功率明显下降。3、分析以半导体激光器为光源的光纤通信系统中， 半导体激光器 P-I 特性对系统传输性能的影响。答：P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。 在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小，对应 P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高， 消光比大，而且不易产生光信号失真，并且要求 P-I 曲线的斜率适当，斜率太小，则要求驱 动信号太大，给驱动电路带

7、来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环 路调整困难。光纤通信实验报告2姓名学号时间地点实验题目 发光二极管 P-I特性测试曲线 、实验目的1、 学习发光二极管的发光原理2、 了解发光二极管平均输出光功率与注入电流的关系3、 掌握发光二极管 P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试、实验内容P-I关系曲线1、 测量发光二极管平均输出光功率和注入电流，并画出2、 根据P- I特性曲线，计算发光二极管斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、850nm光发端机（HFBR-1414T1 个4、ST-FC多模光跳线1

8、 根5、万用表1台6、连接导线20 根四、实验步骤1、 用导线连接电终端模块 T68（M）和T94（13_DIN）2、 将开关BM1拨为850nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器 W44逆时针旋转到最小。3、 装好850nm光发射机（850nmT）,用ST-FC光纤跳线将LED （发端为TX,收端为RX与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到 850nm档。4、 用万用表测量T97 （ TV+和T98（TV-）之间的电阻值（电阻焊接在 PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（ V= IR11。）。5、 将电位器 W46 （阈值电流调节）逆时针旋转到底。6

9、、 打开交流电源，此时指示灯 D4、D5、D6、D7、D8亮7、 用万用表测量 T97 （TV+和T98（TV-）两端电压（红表笔插 T97，黑表笔插T98）。&慢慢调节电位器 W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对 应的光功率值，并将测得的数据填入表中，精确到 0.1uW。9、 做完实验后先关闭交流电开关。10、 拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验 箱还原。五、实验报告结果1、根据实验记录数据，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线U(mV)510152025303540l(mA)5.010.015.020.025.030.035.

10、040.0P( uW85.2160.8225.6280.3325.8:360.8390.3420.9LED的P-I特性测试表根据上表可以画出 P-I特性曲线：円特性曲线2、分析P-I特性曲线的意义。该实验测量其电光转换特性（P-I特性），工作电流不同的时候，输出功率也不同，基 本上是成线性关系，这说明 LED的P-I曲线线性度好，调制时动态范围大，信号失真小。六、思考题1说明发光二极管工作原理，比较分析发光二极管与半导体激光器发光原理的区别。发光二极管工作原理：它由一个 PN结组成，具有单向导电性。当给发光二极管加上正向 电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微

11、米内分别与 N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。区别是：LED无谐振腔，无阈值2、 环境温度的改变对发光二极管 P-I特性曲线有何影响？LED温良特性较好，在一定范围内，温度变化对其影响不大。3、 发光二极管P-I特性曲线是否严格线性？为什么？并不是严格线性的。因为当电流过大时，曲线比较平坦，也就是功率增加不是线性的了， 这是由PN结发热产生饱和现象，使 P-I曲线的斜率减小。光纤通信实验报告3姓名学号时间地点实验题目模拟信号光纤传输实验一、 实验目的1、 了解模拟信号光纤系统的通信原理2、 了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构二、 实验内容1、 各种模拟信号LED模拟调制：三

12、角波，正弦波2、 各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波三、 实验仪器1、 ZY12OFCom23BH型光纤通信原理实验箱 1 台2、 20MHz双踪模拟示波器 1台3、 万用表 1台4、 FC-FC单模光跳线 1 根5、 850nm光发端机和光收端机（可选） 1套6、 ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 1根7、 连接导线 20 根四、 实验步骤1、 用连接线连接模拟信号源模块 1的T10 （正弦波）和T96（13_AIN）。注释：T10 （正 弦波）的频率为1KHz=2、 用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT与1310nm光收端机（1310nmR 连接起来。3

13、、 将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关 K30拨为“通信”，将电位器 W44逆时针旋转到最小。4、 打开交流电源开关，电源指示二极管 D4, D5, D6, D7，D8亮。5、 用双踪示波器测量 T10处的波形，同时调节“幅度调节”电位器，使得正弦波幅度 在4V以下。6、 顺时针调节电位器 W9（模拟驱动调节）和 W45（幅值调节），使得测试钩TP114处的 波形幅度为20V且无明显失真。7、 用双踪示波器的两个探头同时测量 TP108和TP108（ LT）处的波形，分别调节电位 器W9（模拟驱动调节）和 W45（幅值调节），观察模拟信

14、号调制的过程。8、 将模拟信号源的 T10换成T7 （三角波）和 T96（13_AIN）连接，按照以上步骤 6、7 做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。9、 根据以上实验设计 2K正弦波和三角波的传输实验， 2K的正弦波和三角波由模拟信 号源模块2产生。10、 根据以上调制过程和 LD模拟调制的原理，设计 LED模拟信号调制实验。11、 实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下， 将实验箱还原。五、实验报告结果1记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。 正弦波：CH1 50.0mV CH2 500mV M 5.00ns CHI /三角波:从中可以看

15、出，调制前后的各波形幅度是有变化的。15_DecT5 3了5孑42出】模拟信号调制是直接用连续的模拟信号对光源进行调制。 模拟信号光纤传输系统原理框图如图所示：LD模拟调制效果最好。3、对实验结果以及实验结果的分析正确。通过实验可知，正弦波，三角波的波形都可以通过示波器看出来， 但是有些波形即使通过了调制，还是有些微的失真。 不过这种失真还是不妨碍我们进行模拟信号光纤传输实验的 观察。由实验结果可知，波形图存在一定的失真，这些误差产生的原因是多方面的：可能由于实验箱、示波器的电压不稳定，从而造成波形图的失真。可能由于W9，W45的调节幅度变化太大，因而造成实验结果的误差。也有可能是元器件的连接

16、接触不良，从而造成波形图的失真。六、思考题1、 光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？光纤传输系统能传输数字信号， 因为光纤传输的是光能量，像我们所说的光功率，一台光源发出光信号并有一定的功率可以支持传输到终端， 光源或者说这个一定功率的光信号则是一个载体，在传输前需要将数字信号调制进去， 也就是附加在光信号上面。这时数字信号通过光纤进行传播。当然，传至终端的时候，则需要另一个解调器，将数字信号还原成我们 可识别的信息继续进行传播。2、 分析和比较LD模拟信号调制与 LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。LD:温度特性差，动态范围小，响应速度较快易于高速的模拟调制。LED温度特性好，动态范围大，响应速度较慢，因此调制频率不能太高。