实验激光发射机

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1、-实验一激光发射机原理实验一、实验目的1.熟悉光纤通信系统中激光发射模块电路的原理与量测工作。2.熟悉光纤通信系统中激光发射模块电路中激光器的构造、特性、偏压工作架构以及应用。3.熟悉光纤通信系统中激光发射模块电路中自动温度控制电路、自动功率控制电路、输出光功率限制与跳脱保护电路之工作原理与测量调校。二、实验仪器DYT3000-GT系列实验平台1.数字信号源模块（DIGITALSOURCE）DYT3000-011块2.激光收发模块（LASERDRIVER）DYT3000-551块3.万用表1块4.光功率表(OpticalPowerMeter)1块5.

2、20MHz通用双踪示波器1台三、实验内容1、学习光发射电路工作原理2、掌握APC控制电路原理3、掌握无光告警电路工作原理4、掌握光器件寿命监测电路工作原理5、测量各报警电路工作状态及关键点电压6、观察各报警输出状态.---四、工作原理与电路解析1、光纤有线电视系统光发射模块电路架构以及激光光源特性光发射机的设计制作，近几年来由于高速宽带光纤网络的需求与盛行，显得愈来愈形重要，其中光发射机整体设计制作之重心在于激光二极管(Laserdiode)操作和应用。由于激光二极管的结构本为一电流驱动(Currentdriving)主动组件，相对地对于“偏压热稳定

3、(Biasingthermalstability)”要求必需很严格，驱动激光“偏压热稳定”指激光驱动电流受其操作温度影响之程度。不过现行大多在图1光发射模块电路(电压驱动)基本架构驱动激光二极管直流偏压架构设计上，仍习惯采用旧有电压驱动(Voltagedriving)方式，并在驱动回路上串联一限流用可变电阻(Currentlimitationvariableresistor)，藉以控制激光二极管工作直流电流大小，如图1中所示，其优点虽然得以简化激光二极管.---之直流驱动电路架构，但在偏压热稳定特性上之表现却不尽理想。光纤系统光发射模块电路架构可分成

4、以下四大部分：(1)「激光器驱动电路(LDDrivingcircuit)」、(2)「自动温度控制电路(AutomaticTemptureControl，ATC)」、(3)「自动功率控制(AutomaticPowerControl，APC)电路」以及(4)「输出光功率限制与跳脱保护(Outputopticalpowerlimitation&Shut-downprotection)电路」。此外激光光源组件的特性主宰光纤系统光发射模块之性能特性，一般「模拟/数字光纤通讯系统」常使用雷射光源组件计有：(a)FPLD、(b)DFBAnalog、(c)DFBDi

5、gital与(d)DBR四种。(a)FPLD(Fabry-PerotLaserDiode)―光输出为「多纵模模态」非「单一纵模模态」输出，光谱线宽(Spectrumlinewidth)高达数百GHz，导致作为通讯激光光源时传输的频宽和距离便会大大受限；一般因无内建「热敏电阻器(Thermister)」与「热电冷却器(ThermoelectricCooler，TECooler)」设计，多被制造为低瓦数小功率规格(1〜2mW)，例如在光纤有线电视系统中常被应用于「上行信号(Up-stream)」之激光光源。(b)DFBAnalog(Distributio

6、nFeedBackLDforAnalog)、(c)DFBDigital(DistributionFeedBackLDforDigital)、(d)DBR(DistributionBraggReflectorLD)―以上三种雷射之光输出均为「单一纵模模态」输出，其光谱线宽(Spectrumlinewidth)仅有数MHz，故可传输GHz信号达百公里距离，一般因为内部设有「热敏电阻器」与「热电冷却器」设计，可被制造成为高瓦数大功率规格(10mW以上)，在光纤有线电视系统中常被应用于「下行信号(Downstream)」的激光光源。激光二极管的直流偏压必须能

7、使其「恒温操作」，尤其大功率输出激光，现行采用方式是在激光模块内部加入「热电冷却器(ThermoelectricCooler，TECooler)」和「热敏电阻器(Thermister)」，另外再配合外部「自动温度控制(AutomaticTemptureControl，ATC)电路」，用来测量激光二极管的工作温度的变化，并给予补偿修正，进而得到所设定的恒温操作环境，但在温度变化的测量、补偿修正过程中，激光二极管仍处于温度来回变化的操作环境中，并且在操作温度反复变化下，将会加速激光二极管老化速度，并减短其寿命和使用时间。对于内部未含热电冷却器的激光模块(

8、UncoolingLasermodule如Fabry-PerotLaser)，则无法利用前述方式来补偿修正激