光纤衰减系数的测量、LED的P-I特性测量

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1、.实验名称实验一：光纤衰减系数的测量、LED的P-I特性测量实验仪器He-Ni激光器、光功率计、五维微调架、扰摸器、光纤、直流电流源、LED光源同组人实验目的1、了解光纤损耗的定义。2、学会用截断法测量光纤的损耗。3、熟悉半导体光源输出光功率与输入电流的关系。4、掌握P—I曲线的测试方法。实验原理1、如输入于光纤的光功率为P1（W），而经过光纤传输后输出的光功率为P2（W），则从两者的比值便可得知传输过程中损耗了多少。因此光纤损耗的定义为：(dB)如果输入和输出光功率直接以dBm给出，则(dB)。

2、用截断法测量光纤损耗的方框图如下图所示，图中扰模器的作用是使模功率分布在光纤的输入端就达到稳定状态。2、半导体发光二极管（LED）的P—I特性曲线如下图所示，发光二极管不是阈值器件，它的输出功率基本上与注入电流成正比。..实验内容与步骤一、（一）光纤衰减系数的试验内容光纤损耗的截断法测量（二）光纤衰减系数的测量步骤1、按上图截断法损耗测试方框图连接好光源、光功率计、待测光纤及扰模器，测出光功率P1。2、在距离光源2米处剪断光纤，测出光功率P2。3、光纤的损耗系数为：(dB/km)如果输入和输出光功

3、率直接以dBm给出，则(dB/km)。二、(一)LED的P-I特性测量的实验内容平均发送光功率的测试（二）LED的P-I特性测量步骤1、用误码仪的码型发生器自A点给数字光发端机送入伪随机二进制序列作为测试信号。2、从光发端机输出端连接器S中取出光纤插头，用光纤跳线分别插入光发送输出端连接器与光功率计连接器，将光发端机的光输出端与光功率计相连接，此时从光功率计读出的功率P就是光发射端机的平均发送光功率P0。3改变R406的阻值，在记录上绘出P—I曲线。..实验结果及分析1、在光纤衰减系数的测量中：光

4、纤长度为：1.832km≈2km全长时输入光功率为：P1=—54dBm(直接以dBm给出)在距离光源2米处剪断光纤，测出光功率P2=—45dBm当输入和输出光功率直接以dBm给出，则利用公式(dB/km)计算光纤衰减系数为：分析：由结果利用截断法得出的光纤衰减系数误差偏大，主要原因是光纤的纯度不够和仪器的老化引起的，另外就是人为的操作和读数时有偏差，但是基本上可以得出正确的结论。2、LED的P-I特性测量I(mA)1020304050P130.3nW368.9nW656.5nW1009nW1.33

5、9μWI(mA)60708090100P1.797μW2.141μW2.568μW2.951μW3.492μW分析：实验数据值与标定值相近，但是有一定的误差，可能原因是仪器的老化。..思考题解答1.讨论截断损耗测试法的误差有哪些？答：（1）测量长度时可能测量不精确；（2）光功率计、扰模器等仪器存在一定的噪声和干扰。2.分析平均光发送功率的测试误差来源。答：（1）光纤可能会有一定的损耗；（2）光源有一定的寿命，经过很长一段时间的使用，光源会产生一定的误差；（3）测试过程中各种噪声产生的误差；（4）测

6、试仪器本身有一定的误差。讨论与结论这次实验在老师的指点下取完成得不错，在允许的误差范围内达到了试验目的，测出了光线的衰减系数，说明了各种功能的使用方法，并且给出了功率图形。其中，光纤接合的实验老师讲解详细，让我们进一步了解了高科技的应用。..实验名称实验二：光纤通信系统的码型变换、光纤通信系统眼图测试实验仪器光纤通信原理实验箱、示波器同组人实验目的1、了解光纤通信采用的线路码型。2、掌握CMI码的特点。3、了解CMI的编解码实现方法。4、了解光检测模块的光电变换原理。5、掌握光收端机的功能及电路工

7、作原理。实验原理一、码型变换1、数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用CMI码，即传号翻转码，即“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表示，因此相同的时间内CMI编码器输入1bit输出为2bit，故属于二点平的不归零（RNZ）的1B2B码型，这种码的特点是：1）不连续出现4个以上的“0”码或“1”，易于定时提取。2）电路简单易于实现。3）有一定的纠错能力。4）有恒定的直流成分，低频分量小，频带较宽。5）传输速率为编码前的2倍，适用于低速率的光线传输系统。2、CMI编码电

8、路的功能：CMI编码电路接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ），把这种码型变换为CMI码送至光发送单元。其设计思路是利用并串变换电路来产生CMI码，即分别产生CMI传号码和空号码，再按照输入单极性信码的电平高低来选通传号码或空号码，用合路器把两者串行输出成为CMI码。编码后用两位码来代表一位码、并行码变成串行码，其码速增加了一倍。3、CMI解码电路的功能：CMI解码器接收光接收机送来的CMI码，把这种码型变换为单极性非归零码。其设计思路是采用串并变换电路把串行码变成并行码，即把C