光纤通信实验讲义VIP免费

光纤通信实验讲义实验一P-I特性曲线的绘制及光纤熔接机的使用一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入电流的关系3、掌握半导体激光器P-I曲线的测试及绘制方法4、了解光纤熔接机的操作方法二、实验内容测量半导体激光器功率和注入电流，并画出P-I关系曲线。使用光纤熔接机实现两根光纤的熔接。三、实验仪器示波器，RC-GT-III型光纤通信实验系统，光功率计，万用表，光纤熔断器一台。四、基本原理1、半导体激光器的功率特性及伏安特性图1-1激光器的功率特性图1-2激光器的伏安特性半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图1-1所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith表示。在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100puW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性，如图1-2所示，但由于双异质结包含两个PN结，所以在正常工作电流下激光器两极间的电压约为1.2V。阈值条件就是光谐振腔中维持光振荡的条件。1图1-3LD半导体激光器P-I曲线示意图半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出光，当电流大于Ith时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系．在实验中所用到半导体激光器其输出波长为1310nm，带尾纤及FC型接口。实验中半导体激光器电流的确定通过测量串联在电路中的R516上电压值。由于R516=1Q，电路中的驱动电流在数值上等于R516两端电压。五、实验步骤第一部分：P-I特性曲线的绘制：（以下实验步骤以1310nm光端机部分讲解，即实验箱左边的模块。1550nm光端机部分与其相同）1、电路部分操作：1）关闭系统电源，用实验导线连接模拟信号源的正弦波输出端口和1310nm光发送模块的模拟信号输入端口。2）将光发送模块中的激光器注入电流可调电阻R277逆时针旋转到头（即箭头最小端），将输入模拟信号衰减调节电阻R258逆时针旋转到头（即箭头最小端），使模拟驱动电流达到最小值及输入信号达到最小值。3）将单刀双掷开关S200拨向模拟传输方向（右边），短接跳线J200，使光发模块传输模拟信号。2、光路部分操作：1）将跳线帽（J200）拨出，使其处于断开状态，在测量挂片（NS201、NS200）上串接上一电流表。2）在1310nmTX端用光跳线连接到光功率计，同时打开光功率计电源开关。（注意操作要小心）3、打开交流电源开关。4、调节电位器R258到适当位置，送入稳定的模拟信号，以便激光器发送信号。5、慢慢调节电位器R277使所测得的电流为下表中数值，依次测量对应的光功率值。并将测得的数据填入下表。2序号12345678910111213141516I（mA）P（uW）P（dBm）6、完实验后关掉各交流电开关。7、拆下光跳线及光功率计，拆到实验导线，将实验箱还原。8、将各仪器摆放整齐。第二部分：光纤熔接机的使用：1、取出光纤熔接机，接上电源。2、开机1）.取下监视器的保护盖板2）.将监视器翻转上来，调整好角度3）.打开电源开关。使用交流电时开关拨向“-”；使用直流电时开关拨向“0”。4）.预热20分钟5）.按“清洁”键，观察显示屏3、选择模式，根据光纤的不同，可选择SM（单模）和MM（多模）模式以及OTH（自选模式）4、制作光纤1）.将任一光纤用酒精擦拭以后从热缩套管中穿过，用剥线钳除去光纤涂覆层，再次采用酒精擦拭2）.使用熔接机的光纤切割器进行光纤的切割，以避免光纤断面出现缺口、裂缝、尖角或角度偏差对熔接产生影响。5、放置光纤1）.拨动手轮，使X、Y微动台处于中间位置。2）.打开防风罩，打开左右光纤夹板，并检查光纤有没有...