光纤通信实验报告 - 图文

光纤通信实验报告 1

姓名学号 时间地点

实验题目半导体激光器P-I特性测试实验

评 阅 一、 实验目的

1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理

2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系

3、掌握半导体激光器P（平均发送光功率）-I（注入电流）曲线的测试方法

二、实验内容

1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线

2、根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率

三、实验仪器

1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、FC-FC单模光跳线 4、万用表 5、连接导线

1台 1台 1根 1台 20根

四、实验步骤

1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。 2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。 3、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到1310nm档。

4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。

5、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。 6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮

7、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。 8、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表格中，精确到0.1uW。 9、做完实验后先关闭交流电开关。

10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。

五、实验报告结果

1、根据测试结果，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。

U(mV) 1 I(mA) 0.2 P（uW） 0.2 U(mV) 9 I(mA) 6.9 P（uW） 68.3 U(mV) 24 I(mA) 10.4 P（uW） 249.5 P-I特性曲线图： 2 0.1 0.2 10 9.13 78.9 26 10.45 271.2 3 0.1 0.3 12 9.77 99.7 28 10.41 291.4 4 5 6 0.47 0.4 0.35 1.9 2.0 2.1 14 16 18 10.08 9.96 10.14 121.2 141.1 161.1 30 32 34 10.41 10.47 10.63 312.3 334.9 361.2 7 0.61 4.3 20 10.18 182.6 36 10.73 386.2 8 0.65 5.2 22 10.07 203.5 38 11.26 389.2 2、根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流的大小。 由上图可知：阀值电流Ith=6.9mA

3、根据P-I特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。 半导体激光器的斜率K=△P/△I=0.036W/A 4、实验结果及误差分析正确。

将上表所得实验结果进行分析，绘制P-I特性曲线可得其阀值电流大概在6.9mA左右，同时也可以得到P-I特性是选择半导体激光器的重要参考。在选择时，应选阀值电流尽可能小，对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样激光器工作电流小，工作稳定性搞，消光比大，而且不易产生光信号失真。

六、思考题

1、试说明半导体激光器发光工作原理。

答：半导体激光器发光工作原理：半导体激光器是向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光震荡。

2、环境温度的改变对半导体激光器P-I特性有何影响？

答：激光器的阈值电流随温度升高而增大，外围分子量效率随温度升高而减小，温度升

高时，电流增大，外围分子量效率减小，输出光功率明显下降。

3、分析以半导体激光器为光源的光纤通信系统中，半导体激光器P-I特性对系统传输性能的影响。

答：P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小，对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真，并且要求P-I曲线的斜率适当，斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

光纤通信实验报告 2

姓名 学号 时间 地点

评 阅 实验题目 发光二极管P-I特性测试曲线

一、实验目的

1、学习发光二极管的发光原理

2、了解发光二极管平均输出光功率与注入电流的关系

3、掌握发光二极管P（平均发送光功率）-I（注入电流）曲线的测试

二、实验内容

1、测量发光二极管平均输出光功率和注入电流，并画出P-I关系曲线 2、根据P－I特性曲线，计算发光二极管斜率效率

三、实验仪器

1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、850nm光发端机（HFBR-1414T） 4、ST-FC多模光跳线 5、万用表 6、连接导线

1台 1台 1个 1根 1台 20根

四、实验步骤

1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN) 2、将开关BM1拨为850nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。 3、装好850nm光发射机（850nm T），用ST-FC光纤跳线将LED（发端为TX，收端为RX）与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到850nm档。

4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。

5、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。 6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮

7、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。 8、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表中，精确到0.1uW。

9、做完实验后先关闭交流电开关。

10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。

五、实验报告结果

1、根据实验记录数据，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线

U(mV) 5 10 15 20 25 30 35 40 I(mA) 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 P（uW） 85.2 160.8 225.6 280.3 325.8 360.8 390.3 420.9 LED的P-I特性测试表 根据上表可以画出P-I特性曲线：

2、分析P-I特性曲线的意义。

该实验测量其电光转换特性（P-I特性），工作电流不同的时候，输出功率也不同，基本上是成线性关系，这说明LED的P-I曲线线性度好，调制时动态范围大，信号失真小。

六、思考题

1、说明发光二极管工作原理，比较分析发光二极管与半导体激光器发光原理的区别。

发光二极管工作原理：它由一个PN结组成，具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

区别是：LED无谐振腔，无阈值

2、环境温度的改变对发光二极管P-I特性曲线有何影响？

LED温良特性较好，在一定范围内，温度变化对其影响不大。 3、发光二极管P-I特性曲线是否严格线性？为什么？

并不是严格线性的。因为当电流过大时，曲线比较平坦，也就是功率增加不是线性的了，这是由PN结发热产生饱和现象，使P-I曲线的斜率减小。

光纤通信实验报告 3

姓名 学号 时间 地点

实验题目模拟信号光纤传输实验

评 阅 一、实验目的

1、了解模拟信号光纤系统的通信原理

2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构

二、实验内容

1、各种模拟信号LED模拟调制：三角波，正弦波 2、各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波

三、实验仪器

1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、FC-FC单模光跳线 5、850nm光发端机和光收端机（可选） 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 7、连接导线

1台 1台 1台 1根 1套 1根 20根

四、实验步骤

1、用连接线连接模拟信号源模块1的T10（正弦波）和T96(13_AIN)。注释：T10（正弦波）的频率为1KHz。

2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。

3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”，将电位器W44逆时针旋转到最小。

4、打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。

5、用双踪示波器测量T10处的波形，同时调节“幅度调节”电位器，使得正弦波幅度在4V以下。

6、顺时针调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），使得测试钩TP114处的波形幅度为20V且无明显失真。

7、用双踪示波器的两个探头同时测量TP108和TP108（LT）处的波形，分别调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），观察模拟信号调制的过程。

8、将模拟信号源的T10换成T7（三角波）和T96(13_AIN)连接，按照以上步骤6、7做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。

9、根据以上实验设计2K正弦波和三角波的传输实验，2K的正弦波和三角波由模拟信号源模块2产生。

10、根据以上调制过程和LD模拟调制的原理，设计LED模拟信号调制实验。 11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。

五、实验报告结果

1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。

正弦波：

三角波：

从中可以看出，调制前后的各波形幅度是有变化的。

2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。

模拟信号调制是直接用连续的模拟信号对光源进行调制。 模拟信号光纤传输系统原理框图如图所示：

模拟信号源信号处理单元光发送器件光纤 光接收器件信号处理单元测试端口 LD模拟调制效果最好。

3、对实验结果以及实验结果的分析正确。

通过实验可知，正弦波，三角波的波形都可以通过示波器看出来，但是有些波形即使通过了调制，还是有些微的失真。不过这种失真还是不妨碍我们进行模拟信号光纤传输实验的观察。

由实验结果可知，波形图存在一定的失真，这些误差产生的原因是多方面的： 可能由于实验箱、示波器的电压不稳定，从而造成波形图的失真。 可能由于W9，W45的调节幅度变化太大，因而造成实验结果的误差。 也有可能是元器件的连接接触不良，从而造成波形图的失真。

六、思考题

1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？

光纤传输系统能传输数字信号，因为光纤传输的是光能量，像我们所说的光功率，一台光源发出光信号并有一定的功率可以支持传输到终端，光源或者说这个一定功率的光信号则是一个载体，在传输前需要将数字信号调制进去，也就是附加在光信号上面。这时数字信号通过光纤进行传播。当然,传至终端的时候，则需要另一个解调器，将数字信号还原成我们可识别的信息继续进行传播。

2、分析和比较LD模拟信号调制与LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。 LD：温度特性差，动态范围小，响应速度较快易于高速的模拟调制。 LED：温度特性好，动态范围大，响应速度较慢，因此调制频率不能太高。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pfof.html