光纤通信实验报告

1、评阅光纤通信实验报告 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 一、 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）曲线的测试方法二、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PI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、ZY12OFCom23BH1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、

2、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（1310nm T）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（VIR110）。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+

3、）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。8、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)12345678I(mA)0.20.10.10.470.40.350.610.65P（uW）0.20.20.31.92.02.14.35.2U(mV)910121416

4、182022I(mA)6.99.139.7710.089.9610.1410.1810.07P（uW）68.378.999.7121.2141.1161.1182.6203.5U(mV)2426283032343638I(mA)10.410.4510.4110.4110.4710.6310.7311.26P（uW）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Ith=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K=P/I=0.

5、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

6、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。评阅光纤通信实验报告 2姓名 学号 时间 地点 实验题目 发光二

7、极管P-I特性测试曲线 一、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）曲线的测试二、实验内容1、测量发光二极管平均输出光功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据PI特性曲线，计算发光二极管斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1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85

8、0nm,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（850nm T），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（VIR110）。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）。8、慢慢调节

9、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)510152025303540I(mA)5.010.015.020.025.030.035.040.0P（uW）85.2160.8225.6280.3325.8360.8390.3420.9LED的P-I特性测试表根据上表可以画出P-I特性曲线：2、分析P-I特性曲线的意义

10、。 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

11、、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。 评阅光纤通信实验报告 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、ZY12OFCom23BH1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

12、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

13、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

14、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：三角波：从中可以看出，调制前后的各波形幅度是有变化的。2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。模拟信号调制是直接用连续的模拟信号对光源进行调制。测试端口模拟信号源信号处理单元光发送器件光接收器件信号处理单元光纤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