《光通信原理与技术》课程实验指导书VIP专享VIP免费

《光通信原理与技术》实验指导书实验一模拟（音频）信号的调制、传输和解调实验目的和要求1、光纤端面的处理和夹持；2、了解模拟信号的光纤调制方法；3、学会已调信号的解调技术；4、观察已调波和调制波的波形；5、光纤折射率的时间法求解。实验装置和仪器：GX1000光纤实验仪；半导体激光器；激光功率计；光纤刀；光学实验导轨；光纤调整架；光纤；示波器；音频信号发生器（或收音机）。实验原理：1.激光器的输出特性（I—P）特性激光器的光输出特性(P—J特性)是表示注入电流与激光器输出功率之间的关系曲线。如图1所示。当注入电流增加时．由于自发辐射量增加，输出功率也会增加，但增加得较慢。当光辐射量超过PN结中的吸收损耗，增益超过损耗时，激光器就开始振荡，所以光输出功率随注入电流的增加而急剧增加。1、光的调制图2图1将调制信号加在激光器上，控制激光器的电流，则激光器的输出功率随调制信号而改变。如图2所示。2、光通信系统图3是典型的光纤通信系统。电信号加在激光器的偏置电路上，控制激光器的注如电流，从而使激光器的输出光功率随外加信号变化，达到对输出光进行调制．经调制的光由光纤（光纤通信）或空间（空间光通信）传输到光电探测器，探测器将光信号转变为电信号，后续电路检波解调恢复所加的电信号。图3图410mm包层纤芯图5实验内容及步骤：（一）光纤端面的处理1、用光纤剥皮钳剥去光纤两端的涂覆层，长度约10mm。如图52、在5mm出用光纤刀刻划一下。用力不要太大，以不使光纤断裂为限。3、在刻划处轻轻弯曲纤芯，使之断裂。处理过的光纤端面不应再被触摸，以免损坏和污染。4、将光纤的一端小心放入光纤夹中，伸出长约10mm，用簧片压住，放入三维光纤架中，用锁紧螺钉锁住。5、将光纤的另一端放入光纤座上的刻槽中，伸出约10mm,用磁吸压住。6、光纤的耦合7、将实验仪置于直流挡。8、调整激光的工作电流，使激光不太明亮，用一张白纸在激光器前后移动，确定激光焦点的位置。9、通过移动三维光纤调整架和调整Z轴旋钮，使光纤端面尽量逼近焦点。10、将激光器工作电流调到最大，通过仔细调整三维光纤调整架上的X轴、Y轴、Z轴旋钮和激光器调整架上的水平、垂直旋钮，使激光照亮光纤端面并耦合进光纤。观测光纤输出光强的变化，反复调整各旋钮，直到光纤输出功率达最大为止。记下最大功率值Pf。测量5次，取平均值。11、将实验仪的功能档置于音频调制档。12、将示波器的CH1和CH2通道分别与“输出波形”和“输入波形”相连。13、将示波器“扫描频率”置于10μS/Div档，示波器显示应为近似的稳定矩形波。14、从“音频”端加入音频模拟信号，这时可观察到示波器上的矩形波形的前后沿闪动。15、打开实验仪后面板上的“喇叭”开关，应可听到音频信号源中的声音信号。16、可分别观察实验仪发射板“调制”前后的波形和接收板“解调”前后的波形。记录波形的形状和幅值。观察、了解音频模拟信号的调制、传输、解调过程的情况。（注意：“喇叭”开关平时应处于“关”状态，以免产生不必要的噪声。）17、将光探头接在实验仪接收板的“输入”端，光纤输出光对准光探头，示波器的CH1依次与接收板上的解调前后的“波形”端相连，观察波形情况。改变激光器的输出功率P0，记录对应的示波器的CH1上的解调前“波形”幅值V前和解调后“波形”幅值V后，如下表。18、加上音频，打开＂喇叭＂开关，调整激光器的电流，同时，仔细听解调后的声音变化，体会传输光强的大小对传输信号的影响，即信噪比的影响．19、去掉光纤，让激光器的直接照在光探头上，示波器的CH1依次与接收板上的解调前后的“波形”端相连，观察波形情况。改变激光器的输出功率P0，记录对应的示波器的CH1上的解调前“波形”幅值V前和解调后“波形”幅值V后，20、重复18的步骤，比较光通过空间和光纤后音频的变化．21、注在以上操作中，注意不要使探测器饱和。思考题：1．分析各端波形情况。2．传输光的强度对音频信号有何影响？3．光纤传输和空间传输时接收的波形有何变化？３．比较光纤通信和空间通信的特点．实验二光通信中的光交叉连接（OXC）模拟实验一、实验目的与要求1.学习OXC的原理，了解其实现方法和光网络节...