光纤通信实验报告.docx
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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1310nm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）
1
2
3
4
5
6
7
8
l（mA）
0.2
0.1
0.1
0.47
0.4
0.35
0.61
0.65
P（uW
0.2
0.2
0.3
1.9
2.0
2.1
4.3
5.2
U（mV）
9
10
12
14
16
18
20
22
I（mA）
:
6.9
9.13
9.77:
10.08
9.96
10.14
10.18
10.07
P（uW
68.3
78.9
99.7
121.2
141.1
161.1
182.6
203.5
U（mV）
P24
26
28:
30
32
34
36
38
I（mA）
10.4
10.45
10.41
10.41
10.47
10.63
10.73
11.26
P（uW
P249.5
271.2
291.4「
312.3
334.9
361.2
386.2
389.2
P-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=6.9mA
3、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/A
4、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-1414T
1个
4、
ST-FC多模光跳线
1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、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）
5
10
15
20
25
30
35
40
l（mA）
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
P（uW
85.2
160.8
225.6
280.3
325.8
:
360.8
390.3
420.9
LED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、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：
CH150.0mVCH2500mVM5.00nsCHI/
三角波:
从中可以看出，调制前后的各波形幅度是有变化的。
15_DecT53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。
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