光纤测量实验指导书2015.doc

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1、目录实验一LD/LED的P-I-V特性曲线测试实验二光电管光照特性测试实验三单模光纤衰减系数的测试实验四单模光纤几何参数测量实验五OTDR测量仪应用实验六单模光纤模场半径测量实验七微孔直径的衍射测量实验八图像信息处理的光电实现实验九光纤传感的温度测量实验实验十光纤传感的压力测量实验说明：一次实验3课时，分两批实验，周一晚6：00，周五晚6:00实验一、二、三，比较基础,同学都要做。实验四~十相对专业一点，需花费较多的时间。为保证质量,采用分组主攻一个或两个实验，同时适当了解其他实验的方式来做。实验一LD/

2、LED的P-I-V特性曲线一．实验目的1．测试LD/LED的功率－电流（P-I）特性曲线和电压－电流（V-I）特性曲线，计算阈值电流（Ith）和外微分量子效率。2．了解温度（T）对阈值电流（Ith）和光功率（P）的影响。二．实验仪器1．LD激光二极管（带尾纤输出，FC型接口）1只2．LED发光二极管1只3．LD/LED电流源1台4．温控器（可选）1台5．光功率计1台6．积分球（可选）1个7．万用表2台三．实验原理激光二极管LD和发光二极管LED是光通讯系统中使用的主要光源。LD和LED都是半导体光电子器件

3、，其核心部分都是P-N结。因此其具有与普通二极管相类似的V-I特性曲线，如图所示：VVTI图1LD/LED的V-I特性曲线由V-I曲线我们可以计算出LD/LED总的串联电阻R和开门电压VT。PLDLEDIth图2LD/LED的P-I特性曲线在结构上，由于LED与LD相比没有光学谐振腔。因此，LD和LED的功率与电流的P-I关系特性曲线则有很大的差别。LED的P-I曲线基本上是一条近似的线性直线。从图中可以看出LD的P-I曲线有一阈值电流Ith，只有在工作电流If>Ith部分，P-I曲线才近似一根直线。而在

4、IfT1)Ith1Ith2I图3LD的

5、温度特性曲线一．实验步骤1．按图示线路连接LD/LED，注意不要将极性接反！若没有配积分球，可直接将LD与光功率计连接，将LED在暗室内放入光功率计的接口处。实验时，若不使用积分球，将只会影响到LED各参数的测量精度，对LD各参数的测量不会影响。2．图4没有使用积分球和温控器的连接框图1．若实验中用到温控器，启动温控器电源，并将温度调到200C。2．开启LD的驱动电源，缓慢调节电流旋纽逐渐增加工作电流。每隔一定电流间隔，记录LD的电压值和光功率值。绘制LD的P-I曲线和V-I曲线。I(mA)0510152

6、02535U(V)P(uW)P(dB)表格1LD的P-I-V实验测试数据3．开启LED的驱动电源，缓慢调节电流旋纽逐渐增加工作电流。每隔一定电流间隔，记录LED的电压值和光功率值。绘制LED的P-I曲线和V-I曲线。I(mA)0102030405060U(V)P(uW)P(dB)表格2LED的P-I-V实验测试数据4．调节温控器，升高LD的工作温度，重复实验步骤3，记录LD的P-I曲线和V-I曲线。比较在不同温度下，LD的特性曲线变化。T(℃)020254060I(mA)U(V)P(uW)P(dB)表格3

7、温度特性测试数据五．思考题1．串联电阻R对于LD/LED的应用性能有何影响？2．为什么LD/LED的输出特性有较大差异？实验二光电管光照特性测试一.实验目的1.掌握光电二极管的工作原理和使用方法。2.了解光电二极管的光照特性和伏安特性。二.实验仪器1.照度计1台2.积分球（可选）1个3.光电探测器1只4.卤素灯光源1台5.万用表2台10.照度计1台三.实验原理光电二极管是结型半导体光伏探测器。当入射光子能量大于材料禁带宽度时，半导体吸收光子能量将产生电子空穴对，在PN结区的电子空穴对被内建电场（加在光电二

8、极管上的电压是反向偏压）分离，形成光生电势，产生光生电流。光电二极管与普通二极管相比，有许多共同之处，它们都有一个P-N结。因此，他们都属于单向导电的非线性元件。但是光电二极管是一种光电器件，在结构上有其特殊的地方。光电二极管目前度采用硅或者锗为原料，但锗器件暗电流的温度系数远大于硅器件，工艺不如硅器件成熟。下面着重介绍硅光电二极管。1.硅光电二极管的结构和工作原理硅光电二极管的结构如图所示：图1环形光电二极管结构示意图为了消