光纤通信-实验1-实验报告-光源-P-I-特性测试实验范文.docx

光纤通信-实验1-实验报告-光源-P-I-特性测试实验　　第 1页 课程名称：光纤通信 实验名称：实验 1 光源的 P-I 特性测试实验 姓名： 　　 班级：电 17-3 学号：　　实验时间：　　 指导教师：　　 得分：　　 序号:42 　　第 2页 实验 1 光源的 P-I 特性测试实验 一、实验目的 1、了解半导体激光器 LD 的 P-I 特性 　　 2、掌握光源 P-I 特性曲线的测试方法　　 二、实验器材 1、 主控&信号源模块 2、 2 号 数字终端&时分多址模块 3、 25 号 光收发模块 4、 23 号 光功率计模块 5、 示波器 三、实验内容 光源的 P-I 特性测试 四、实验原理 数字光发射机的指标包括：半导体光源的 P-I 特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平 均光功率的测试接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说明 　　 P(mW) I th I(mA) LD 半导体激光器 P-I 曲线示意图 半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图所示，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 100pW；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 　　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，Ith　　第 3页 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，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路 调整困难 　　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，也即启动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。

　　五、实验步骤 注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后， 再开启仿真进行后续调节测试 　　1、登录 e-Labsim 仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波器　　 2、按如下说明进行连线及设置：　　 （1）将 2 号模块 TH7(DoutD)连至 25 号光收发模块的 TH2(数字输入)，并把 2 号模块的 拨码开关 S4 设置为ON ，使输入信号为全 1 电平　　（2）连接 25 号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光收发模块的功能选择开 关 S1 打到光功率计 　　（3）将 25 号模块 P4(光探测器输出)连至 23 号模块 P1（光探测器输入） 　　 （4）将开关 J1 拨为10 ，即无 APC 控制状态开关 S3 拨为数字 ，即数字光发　　 （5）将 25 号光收发模块的电位器 W4 和 W2 顺时针旋至底，即设置光发射机的输出光 功率为最大状态； 3、运行仿真，开启所有模块的电源开关　　 4、设置主控模块菜单，选择（主菜单） （光纤通信）→（光源的 P-I 特性测试） ，可以 进入（光功率计）功能　　5、用示波器测量 R7 两端的电压（测量方法：将示波器的通道 1 与 TP3 相连，然后打 开示波器，调节LEVEL旋钮，使得触发电平与通道 1 的直流信号保持一致，此时在示波 器屏幕的右下方即可看到此时信号的电平值， 即为电阻 R7 两端的电压 U） ， 代入公式 I=U/R7，　　第 4页 其中 R7=33Ω, 可得到此时的电流值。

　　（示波器上几个重要的测试点，以用红色椭圆标出） 示波器测量 R7 上信号的电压 6、读出光功率记读数 P 　　 调节功率输出 W4，将测得的参数填入下表：　　 P(uW) 1631.5 1225.3 1015.6 784.7 340.7 125.9 24.8 u(V) 0.8 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 I(A) 2.04 1.53 1.69 1.57 0.85 0.42 0.12 根据实验数据，绘制光源 P-I 特性曲线 　　第 5页 8.实验结果分析： 　　 由 P/I 图像可知，当电流大于门限电流时，功率随电流的增大而增大，成正比关系， 当小于门限电流时，功率随电流的变化影响不大 　　 六、心得体会： 　　 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 I th 尽可能小，I th 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且要求 P-I 曲线的斜率适当。