[精品]LED光源I-P特性研究

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1、光纤实验（-）光纤实验专题背景知识：现代光纤通信发展史1966年，英籍华裔学者高規（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（OpticalFiber）进彳亍信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。当时石英纤维损耗达1000dB/km以上，高棍等人指出：这样大的损耗不是石英纤维本身固冇的特性，而是由于材料中杂质的吸收产生的。因此有可能通过原材料的提纯制造出适合于远距离通信使用的低损耗光纤。I•九世纪七八I•年代，光纤研制

2、取得了重大突破，在美国康宁公司，美国贝尔实验室，口本电报电话公司等引领下的研究,光纤损耗从1000dB/km经历了20dB/km,4dB/km,2.5dB/km,l.ldB/km,0.47dB/km,0.20dB/km,0.157dB/km,到0.154dB/km,接近了光纤最低的理论极限。19世纪70年代作为光纤通信用的光源也取得了实质性进展。1970年，美国贝尔实验室，日木电气公司（NEC）和前苏联先后突破了半导体激光器在低温（-200摄氏度）或脉冲激励条件下工作的限制，研制成功室温下连续振荡的镣

3、铝不巾双异质结半导体激光器（短波长）。由于在光纤和半导体激光器方面的技术进步，使1970年成为光纤通信发展屮的一个重要里程碑。光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：1光纤与半导体激光器的研制成功，使光纤通信进入实用化;2光纤技术取得进一步突破，光纤衰耗降至0.5dB/km以下。由多模光纤转向单模光纤，曲短波长向长波长转移。数字系统的速率不断提高，光纤连接技术与器件寿命问题都得到解决，光传输系统与光缆线路的建设逐渐进入高潮；3光纤数字系统由PDH向SDH过渡，传输速率进一步捉高，1989年掺餌光纤放大器

4、（EDFA）的问世给光纤通信技术带来巨大变革。在光纤通信中，光源的作用是把要传输的电信号转换成光信号发射出去，因此光源需要满足一定的基木要求包括：发射光功率应足够大；调制方法简单；光源发光峰值波长应与光纤低损耗窗11相匹配；光源与光纤Z间应有较高的耦合效率；光源发光谱线宽度要窄即单色性要好；可靠性要高；光源是低功率驱动；温度特性要好；光源体积小，重量轻,便于安装使用。满足上述基本要求的光源是半导体光源。目前，最常用的光源有半导体激光器（LD）和半导体发光二极管（LED）。LD适用于屮，长距离和大容量系

5、统；LED可用于短距离，低容量系统或用于模拟系统。实验一：LED光源I・P特性研究I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IILED光源的发光机理：发光二极管是靠PN结附近的电子和空穴对的复合而进行口发辐射发光。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，当导带屮的电子与价带屮的空穴复合吋，电子

6、由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出來，产生电致发光现象。III实验内容与步骤：1,实验仪采用的LED光源的屮心波长为850nm,实验步骤如下：（1）取仪器配套的光纤一根，将其中一端与LED光源插座相连，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指为相对偏置电流值，单位为mA,光接受机显示窗上示指为光功率当量。(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

7、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，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)将所得的数据电流作为横坐标，光功率当量作为纵坐标，画出LEDI-P特性曲线。1,实验数据如下：I/mAPP-P0I/mAPP-PO01640392044011640402054121640412064231651422064241651432074351651442084461662452094571662

8、4621046816734721147916844821248101695492134911171750213491217285121450131739522155114174105321551151761254216521617713552165217178145621753181801657217531918117582175320182185921854211842060218542218521612185423186226221854241882