《光通信实验郑》word版

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1、实验一LED光源I-P特性研究一、实验目的：1．了解LED光源的发光机理。2．学习LED光源的光学特性和电学特性。二、实验内容与步骤：LED即发光二极管是靠PN结附近的电子和空穴对的复合而进行自发辐射发光。当给发光二极管的PN结加正向电压时,外加电场将削弱内建电场,使空间电荷区变窄,载流子的扩散运动加强,由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率,因此，电子由N区扩散到P区是载流子扩散运动的主体。由半导体的能带理论可知，当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量与发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。这就是LED的发光机理。本

2、实验仪采用的LED光源，其中心波长为850nm。为获得LED的驱动电流I与输出光功率P之间的特性曲线，可按如下步骤进行测试：1、取仪器配套的光纤一根，将其中一端与LED光源的插座相连，另一端与PIN探测器的插座相连。2、接通电源，选择模拟通信方式。光发射机显示窗上示值为相对偏置电流值，单位为mA，光接收机显示窗上示值为光功率当量。※注：偏置电流值与光功率当量均为相对值，与真实数值成线性关系，但并非真实数值，且仪器不同可能示值稍有差别。且由于光探测器有一直流偏置，即使没有光输入时光功率当量窗口仍然有显示（164左右），数据处理时可将此数值减去。3、调节光发射机的

3、“输入”至“MIC”档位，调节“调制”至“DIM”档位。4、调节光接收机的“模拟”至“DIM”档位（仅在此档位光功率计示值有效）。5、调节光发射机上的偏置电流调节按键（上三角键和下三角键），从0开始逐渐加大驱动电流，观察接收机上光功率变化，至变化不明显为止。6、选择实验起点，每次变化1mA，对应记下响应光功率当量。7、将所得到的数据电流作为横坐标，光功率当量作为纵坐标，既得到类似下图所示的LED驱动电流I与光功率输出P的关系曲线。三、思考题：141．分析实验数据，叙述LED光源的I-P特性曲线的特点。2．若用此器件传输信号，应如何选择合适的静态工作点，信号的幅

4、度应控制在怎样的范围内？实验二LD光源I-P特性研究一、实验目的：1．了解LD光源的光源的发光机理。2．学习LD光源的光学特性和电学特性。二、实验内容及步骤：半导体激光器LD发光有三个条件：受激辐射、粒子束反转、谐振腔。受激辐射是在外来光影响下产生的，处于高能级上的原子在外来一个频率为的光子激励下，由高能级向低能级跃迁。受激辐射产生的光子与外来光子具有完全相同的特征，即它们的频率、相位、振动方向和传播方向均相同，因而，受激辐射发出的光是相干光。在外来一个光子作用下，最终可得到许多全同光子，这种现象称为光放大。受激吸收是受激辐射的逆过程，要使激光物质能对光进行放

5、大，必须使物质中受激辐射大于受激吸收，此时物质中原子数出现反转分布，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数，这种现象称为粒子数反转。光通过粒子数反转分布的激活物质，发生受激放大作用。但此时还没有形成一定的振荡方式，为此必须由一个光学谐振腔，才能实现真正的激光作用。谐振腔的作用，一方面是使一些满足谐振条件的光，在往返多次振荡中得到放大；同时也使那些不能满足谐振条件的光在往返中逐渐消失，从而得到一定振荡模式的激光输出。因此，半导体激光器是利用在有源区中受激而发光的光器件。只有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光，因而是有阈值的器件。本实验仪采用的LD光源，

6、其中心波长为650nm。为获得LED的驱动电流I与输出光功率P之间的特性曲线，可按如下步骤进行测试：1、取仪器配套的带调节架的光源和探测器一套，分别与光发射机、光接收机相连。2、接通电源，选择模拟通信方式。光发射机显示窗上示值为相对偏置电流值，单位为mA，光接收机显示窗上示值为光功率当量。3、调节光发射机的“输入”至“MIC档位，调节“调制”至“DIM”档位。4、调节光接收机的“模拟”至“DIM”档位（仅在此档位光功率计示值有效）。5、调节光发射机上的偏置电流调节按键（上三角键和下三角键），从0开始逐渐加大驱动电流，观察接收机上光功率变化，至变化不明显为止。6

7、、选择合适亮度，调节金属调节架上的调节旋钮，使激光束对准探测器。7、选择实验起点，每次变化1mA，对应记下响应光功率当量。8、将所得到的数据电流作为横坐标，光功率当量作为纵坐标，既得到类似下图所示的LED驱动电流I14与光功率输出P的关系曲线。三、思考题：1．分析实验数据，叙述LD光源的I-P特性曲线的特点。2．若用此器件传输信号，应如何选择合适的静态工作点，信号的幅度应控制在怎样的范围内？3．与LED光源I-P特性曲线相比，LD光源有哪些优点和缺点。实验三语音信号的传输一、实验目的：1．了解语音信号通信的有关知识；2．学习语音信号的光纤及激光的传输方式。二、

8、实验步骤：按如下步骤进行测试：1、仪器