光纤通信 实验1 实验报告 光源的 P-I 特性测试实验

1、第 页课程名称：光纤通信实验名称：实验1光源的P-1特性测试实验姓名：班级：电17-3学号：实验时间：指导教师：得分：序号:42实验1光源的P-I特性测试实验一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性。2、掌握光源P-I特性曲线的测试方法。二、实验器材1、主控&信号源模块2、2号数字终端&时分多址模块3、25号光收发模块4、23号光功率计模块5、示波器三、实验内容光源的P-1特性测试四、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P-I特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平均光功率的测试。接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说明。LD半导体激光器P-I曲线示意图半导体激光器的输出

2、光功率与驱动电流的关系如图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阈值电流），用Ith表示。在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性。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，Ith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。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

3、大，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith,当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出光，当电流大于Ith时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。五、实验步

4、骤注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。1、登录e-Labsim仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波器。2、按如下说明进行连线及设置：（1）将2号模块TH7（DoutD）连至25号光收发模块的TH2（数字输入），并把2号模块的拨码开关S4设置为“ON”使输入信号为全1电平。（2）连接25号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光收发模块的功能选择开关S1打到“光功率计。（3）将25号模块P4（光探测器输出）连至23号模块P1（光探测器输入。（4）将开关J1拨为“10,即无APC控制状态。开关S3拨为“数字，即数

5、字光发。（5）将25号光收发模块的电位器W4和W2顺时针旋至底，即设置光发射机的输出光功率为最大状态；3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。4、设置主控模块菜单，选择【主菜单【光纤通信】一【光源的P-I特性测试】可以进入【光功率计】功能。5、用示波器测量R7两端的电压（测量方法：将示波器的通道1与TP3相连，然后打开示波器，调节“LEVEL”旋钮，使得触发电平与通道1的直流信号保持一致，此时在示波器屏幕的右下方即可看到此时信号的电平值即为电阻R7两端的电压U，入公式I=U/R7,其中R7=33Q,可得到此时的电流值。（示波器上几个重要的测试点，以用红色椭圆标出）gll均北口Hhi0dp=Ton

6、ri.命IhkfrtfiEiilLiI示波器测量R7上信号的电压6、读出光功率记读数P。调节功率输出W4,将测得的参数填入下表:P(uW)1631.51225.31015.6784.7340.7125.924.8u(V)0.80.80.60.50.40.30.21(A)2.041.531.691.570.850.420.12根据实验数据，绘制光源P-I特性曲线1200WP(uW)1S00o16CO0140001000o4000QA2L.571.658.实验结果分析：由P/I图像可知，当电流大于门限电流时，功率随电流的增大而增大，成正比关系，当小于门限电流时，功率随电流的变化影响不大。六、心得体会：P-I特性是选择半导体激光器的重要依