实验报告_光纤特性

实验报告_光纤特性
实验报告_光纤特性

实验报告:光纤特性

组号:DD3

一、实验数据整理

1.利用显微镜观察单模光纤和多模光纤的端面结构并测量出其几何尺寸

注:已知光纤的包层直径为125um.

2.测量光纤的损耗和损耗系数

注:P1(λ)为活接头处的输出光功率,P2(λ)为被测光纤的输出光功率;

A(λ)≈A’(λ)= P1(λ)- P2(λ);

α(λ)= A(λ)/L;

L=25.2km.

3.研究光纤的弯曲损耗特性并设计一个光纤衰减器

注:其中,光衰减器在测量两种波长的光的最大损耗时光功率时,弯曲程度一样。

单模光纤图片:

多模光纤图片:

二、实验结果分析

1. 利用显微镜观察单模光纤和多模光纤的端面结构并测量出其几何尺寸

本次试验测得单模光纤的直径为11.81um,与书上所给的典型尺寸8~12um 相符,测得多模光纤的直径为60.16um,与书上所给的62.5um在误差范围内相符。

2. 测量光纤的损耗和损耗系数

根据表中所测实验数据,不难看出,损耗与损耗系数都是与波长有关的量。

3. 研究光纤的弯曲损耗特性并设计一个光纤衰减器

光衰减器是利用光纤的宏弯损耗制成的,而宏弯损耗与波长有关,所以在不同波长下面对应的临界半径不同,从而导致在1550nm下的光衰减器可以达到40dB,而在1310nm下却达不到。

三、实验总结

本次实验共分三个部分:第一个部分,观察单模光纤和多模光纤的端面结构,在用显微镜观察时,将所要观察的光纤调至视野中心需要一定的耐心,反复调节放大倍数直至出现清晰明亮的画面,做这个实验时,我们一开始发现画面很暗,后来,调整了光纤的位置,增加了入射光强,才得到较好的画面。第二个部分,需要注意的就是在测量时尽量小心,以减少其它因素所造成的损耗。第三个部分,在光纤熔接时由于我们的粗心,出现了不少问题,导致做了很多无用功,还有就是在调节最大损耗时,比较困难,一不小心就容易远超出40dB的范围。最后,还要感谢老师和助教,不厌其烦的回答我们在做实验中所遇到的问题。

【实验报告】近代物理实验教程的实验报告

近代物理实验教程的实验报告 时间过得真快啊!我以为自己还有很多时间,只是当一个睁眼闭眼的瞬间,一个学期都快结束了,现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了,本学期从第二周开设了近代物理实验课程,在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程,回顾这一学期的学习,感觉十分的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验,以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶,激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。 我们本来每个人要做共八个实验,后来由于时间关系做了七个实验,我做的七个实验分别是:光纤通讯,光学多道与氢氘,法拉第效应,液晶物性,非线性电路与混沌,高温超导,塞满效应,下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍: 一、光纤通讯:本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究(包括对光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算),了解光纤光学的基础知识。探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况,模拟语电话光通信, 了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。老师讲的也很清楚,本试验在操作上并不是很困难,很易于实现,易于成功。

二、光学多道与氢氘:本实验利用光学多道分析仪,从巴尔末公式出发研究氢氘光谱,了解其谱线特点,并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长,并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量,得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图,计算得出了质子和电子的质量之比。个人觉得这个实验有点太智能化,建议锻炼操作的部分能有所加强。对于一些仪器的原理在实验中没有体现。如果有所体现会比较容易使学生深入理解。数据处理有些麻烦。不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。 三、法拉第效应:本实验中,我们首先对磁场进行了均匀性测定,进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小;再利用磁光调制器和示波器,采用倍频法找出ZF6、MR3-2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系,并计算费尔德常数;最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光,验证磁致旋光的非互易性。 四p液晶物性:本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角,电光响应曲线和响应时间的测量,以及对液晶光栅的观察分析,了解液晶在外电场的作用下的变化,以及引起的液晶盒光学性质的变化,并掌握对液晶电光效应测量的方法。本实验中我们研究了液晶的基本物理性质 和电光效应等。发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响,在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值,得到液晶盒扭曲角的大小为125度;测量了液晶的响应时间。观察液晶光栅的衍射现象,在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线,求得了阈值电压、饱

光通信实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 光通信实验报告 篇一:光通信实验报告 信息与通信工程学院 光纤通信实验报告 班姓学 级:名:号: 班内序号:17 日 期:20XX年5月 一、oTDR的使用与测量 1、实验原理 oTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。oTDR就测量回到oTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减(损耗/距离)程度。形成的轨迹是一条向下的曲线,它说明了背向散射的功率不断减小,这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信

号都有所损耗。 给定了光纤参数后,瑞利散射的功率就可以标明出来,如果波长已知,它就与信号的脉冲宽度成比例:脉冲宽度越长,背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关,波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。 在高波长区(超过1500nm),瑞利散射会持续减小,但另外一个叫红外线衰减(或吸收)的现象会出现,增加并导致了全部衰减值的增大。因此,1550nm是最低的衰减波长;这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然,这些现象也会影响到oTDR。作为1550nm波长的oTDR,它也具有低的衰减性能,因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长,oTDR的测试距离就必然受到限制,因为测试设备需要在oTDR轨迹中测出一个尖锋,而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。 菲涅尔反射是离散的反射,它是由整条光纤中的个别点而引起的,这些点是由造成反向系数改变的因素组成,例如玻璃与空气的间隙。在这些点上,会有很强的背向散射光被反射回来。因此,oTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点,光纤终端或断点。 oTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一

光纤通信实验报告

计算机与信息技术学院实验报告 专业:通信工程 年级/班级:2009级 2011—2012学年第一学期 课程名称 光纤通信 指导教师 李新源 本组成员 学号姓名 XXXXXX 实验地点 计算机楼501 实验时间 2012年4月6 日 项目名称 自动光功率控制电路 实验类型 硬件实验 一、 实验目的 1.掌握自动功率控制电路的工作原理 二、实验内容: 1.学习自动功率控制电路的工作原理 2.测量相关特征测试点的参数 三、实验仪器: 1.示波器。 2.光纤通信实验系统。 3.光功率计。 4.万用表。 5.FC/PC 型光纤跳线2根。 四、实验原理: 激光器输出光功率与温度和老化效应密切相关。保持激光器输出光功率稳定,可以用光反馈来自动调整偏置电流,电路如下图所示: 1 A 3 A 2 A B I

首先,PIN管监测背向光功率,经检出的光电流由A1放大,送入比较器A3的反向输入端,输入的数字信号和直流参考信号经A2比较放大,接到的A3同相输入端。A3和VT3组成恒流源,给激光器加上偏置电流IB的大小,其中信号参考电压是防止控制电路在无输入信号或长连“0”时,使偏流自动上升。这种电路在10°C~50°C温度范围内功率不稳定度ΔP/P可小于5%。 五、实验步骤: 1.关闭系统电源。按以下方式用连信号连接导线连接: 数字信号模块(数字信号输出一)P300—P100 1310数字光发模块 (数字光发信号输 入) 2.用光纤跳线连接1310nm光发模块和光功率计。 3.将1310nm光发模块的J100,两位都调到ON状态。 4.将1310nm光发模块的J101设置为“数字”。 5.打开系统电源,将数字信源模块第一路的拨码开关U311全拨到OFF状态。这时输入到1310nm数字光发模块的信号始终为“1”。 6.用万用表测量R124两端的电压。测量方法:先将万用表打到20V直流电 压档。然后,将红表笔插入1310nm数字发光模块的台阶插座TP101黑表笔插入TP102。读出万用表的读数U1,代入公式I1= U1/ R124(R124=51Ω)可得此时 自动光功率控制所补偿的电流。观察此时光功率计的读数P1。然后,将1310nm 的拨码开关的右边一位拨到OFF状态,记下光功率计的读数P2。 7.调整手调电位器RP100改变光功率的大小,再重复实验步骤5,将测的实 验数据填入下表。 8.关闭系统电源,拆除实验导线。将各实验仪器摆放整齐。 六、实验结果和心得: 1 2 3 4 5 6 7 16.31dB 16.17dB 11.90dB 7.62dB 6.62dB 4.59dB 3.40dB 37.31dB 25.58dB 11.88dB 7.62dB 6.63dB 4.59dB 3.42dB 3.14mA 5.88mA 8.43mA 12.75mA 1 4.51mA 19.80mA 24.12mA

光纤通信实验报告2012301200003

武汉大学电工电子信息学院实验报告 电子信息学院通信工程专业2015年 9 月17日 实验名称光纤通信的光传输指导教师易本顺 姓名徐佑宇年级2012级学号2012301200003成绩 一、预习部分 1.实验目的 2.实验基本原理 3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具) 一、实验目的 1、通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场 合; 2、了解ZXMP S325的具体硬件结构,加深对于光传输的理解; 3、掌握 ZXMP S325 的组网过程以及网管工具的使用,培养学生在传输组网工 程方面的实际应用技能。 二、实验设备 1、SDH设备:ZXMP S325; 2、实验用维护终端 三、实验原理 SDH技术是目前通信网络的主流技术,它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务,能够满足带宽数据及图像视频等多业务的传输需求,自愈功能强。 1、光传输原理及优势 SDH 全称同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy), SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型特性,提供了一个国际支持框架,在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展,适于新电信业务的开展,并且使不同厂家生产的设备互通成为可能,这正是网络建设者长期以来追求的目标。 其优势主要体现在以下几个方面: (1)接口方面 ·电接口:STM-1是SDH的第一个等级,又叫基本传输模块,比特率为155.520Mb/s,STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块,比特率是STM-1的N倍(N=4n=1,4,16...)·光接口:仅对电信号扰码,光口信号码型是加扰的NRZ码,采用世界统一的7级扰码。 (2)复用方式 低速SDH信号以字节间插方式复用进高速SDH帧结构中,位置均匀、有规律,是可预见的

光电信息实验要求掌握的48个问题

光电信息技术实验需要掌握的48个问题 1、你认为撰写实验报告应该包括哪些要素?这些要素应该从哪些角度去撰写? 2、撰写实验报告的目的是什么?通过撰写实验报告,应该学会什么? 3、你认为撰写实验报告的过程中,重点应该放在哪个部分?为什么? 4、就你对本学期光信息技术实验这门课所设置的实验而言,你认为开展光信息技术实验中需要注意哪些问题? 5、你认为保持光学实验室的整洁卫生重要吗?为什么? 6、导轨上的光学实验和光学平台上的光学实验有什么区别?你认为作为学生实验来说,哪种模式更好?为什么? 7、光学平台主要由哪些部分组成?各部分的功能是什么? 8、选用铁磁不锈钢材料和选择铝材作为光学平台的台板时,各有什么优缺点? 9、铝膜反射镜的缺点是反射率不够高,仅84%左右,膜层的机械强度不够高,膜层表面容易损伤,为了保护铝膜反射镜,在其表面受到污染后应该怎么去处理? 10、什么样的光学元件可以被称为分束镜?分束镜是用来做什么的?一般有哪些类型? 11、从偏振片的结构描述自然光透过偏振片后为什么会变成偏振光? 12、什么是波片?为什么波片也会被称为相位延迟片? 13、根据学过的光学知识,设计一套扩束-准直系统,并介绍其工作原理。 14、与普通透镜相比,傅里叶变换透镜有什么特点?在设计傅里叶变换透镜时,需要注意什么? 15、什么样的光学元件叫滤光片?按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类,滤光片一般可以分为哪些类型? 16、什么是平晶?简述用平晶测量光学元件表面平整度的原理。 17、He-Ne激光管在没有调出激光的时候所发的光是荧光,简述He-Ne激光管发荧光的工作原理。 18、根据本学期对He-Ne激光器的调节实验的练习,结合上学期《激光原理》方面的知识,简述He-Ne激光器的结构、基本类型和工作原理。 19、结合上学期《激光原理》方面的知识,简述半导体激光器的结构和工作原理。 20、在光信息技术实验中,我们用到过两种光电探测器,一种是硅光电探测器,另一种是平方率探测器,请给出这两种探测器的区别与联系。 21、偏振光是我们在实验中经常用到的,请根据我们已经学过的知识,说出你所了解的产生偏振光的方法,并简要描述从自然光变成偏振光的过程。 22、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,请设计出一套可以测量Verdet常数的实验装置,并介绍该装置是如何测量Verdet常数的。 23、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,你是否认为该装置可以用来测量线圈内的磁场强度?为什么? 24、从唯象角度来解释法拉第效应旋光角的形成机制。 25、在《验证马吕斯定律实验》中,我们得出透过检偏器的光强I与透过检偏器的最大光强I max之间有什么关系?请推导为什么二者之间呈现的是这种关系。 26、请说出光纤的结构、光纤的分类以及光在光纤中传输的基本规律。

光纤传输损耗测试-实验报告

光纤传输损耗测试-实验报告

华侨大学工学院 实验报告 课程名称:光通信技术实验 实验项目名称:实验1 光纤传输损耗测试 学院:工学院 专业班级:13光电 姓名:林洋 学号:1395121026 指导教师:王达成

2016 年05 月日 预习报告 一、实验目的 1)了解光纤损耗的定义 2)了解截断法、插入法测量光纤的传输损耗 二、实验仪器 20MHz双踪示波器 万用表 光功率计 电话机 光纤跳线一组 光无源器件一套(连接器,光耦合器,光隔离器,波分复用器,光衰减器) 三、实验原理 αλ,其含义为单位长度光纤引起的光纤在波长λ处的衰减系数为()

光功率衰减,单位是dB/km 。当长度为L 时, 10()()lg (/)(0) P L dB km L P αλ=- (公式1.1) ITU-T G.650、G.651规定截断法为基准测量方法,背向散射法(OTDR 法)和插入法为替代测量方法。本实验采用插入法测量光纤的损耗。 (1)截断法:(破坏性测量方法) 截断法是一个直接利用衰减系数定义的测量方法。在不改变注入条件下,分别测出长光纤的输出功率2()P λ和剪断后约2m 长度短光纤的输出功率1()P λ,按定义计算出()αλ。该方法测试精度最高。 偏置电路 注入系统 光源 滤模器 包层模 剥除器 被测光纤 检测器 放大器电平测量 图1.1 截断法定波长衰减测试系统装置 (2)插入法 插入法原理上类似于截断法,只不过用带活接头的连接软线代替短纤进行参考测量,计算在预先相互连接的注入系统和接受系统之间(参考条件)由于插入被测光纤引起的功率损耗。显然,功率 1 P 、 2 P 的测量 没有截断法直接,而且由于连接的损耗会给测量带来误差,精度比截断法差一些。所以该方法不适用于光纤光缆制造长度衰减的测量。但由于它具有非破坏性不需剪断和操作简便的优点,用该方法做成的便携式仪表,非常适用于中继段长总衰减的测量。图1.2示出了两种参考条件下的测试原理框图。

光纤传输的特点优势及传输原理

光纤传输的特点优势及传输原理 优点 光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。从带宽看,很大的优势是:光纤具有较大的信息容量,这意味着能够使用尺寸很小的电缆,将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗,使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看,光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息,以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机,是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆,然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲,同时采用透镜,将光脉冲集中到光纤介质,使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知,光脉冲很容易眼光纤线路运动,光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时,光就不能从玻璃中溢出;相反,光纤会反射回玻璃内。应用这一原理制作光纤的多芯电缆,使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点,所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素,决定了传输信号所需中继的距离,光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点,光纤的频带可达到1.0GHz以上,一般图像的带宽只有8MHz,一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余,在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波,光波是频率极高的电磁波,远远比电波通讯中所使用的频率高,所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质,不导电,不会因断路、雷击等原因产生火花,因此安全性强,在易燃,易爆等场合特别适用。 组成部分 光源(又称光发送机),传输介质、检测器(又称光接收机)。计算机网络之间的光纤传输中,光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的,光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备,其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的,同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号,实现网络间的数据传输。在普通的视、音频、数据等传输过程中,光源和检测器的工作一般都是由光端机完成的,光端机就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备,所谓E1是一种中继线路数据传输标准,我国和欧洲的标准速率为2.048Mbps,光端机的主要作用就是实现电一光、光一电的转换。由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。因此,光纤传输系统按传输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。模拟传输系统是把光强进行模拟调制,将输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。数字传输系统是把输入的信号变换成“1”,“O”脉冲信号,并以其作为传输信号,在接受端再还原成原来的信号。当然,随着光纤传输信号的不同所需要的设备有所不同。光纤作为传输介质,是光纤传输系统的重要因素。可按不同的方式进行分类:按照传输模式来划分:光线只沿光纤的内芯进行传输,只传输主模我们称之为单模光纤(Single—Mode)。有多个模式在光纤中传输,我们称这种光纤为多模光纤(Multi-Mode)。 按照纤芯直径来划分:缓变型多模光纤、缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤按照光纤芯的折射率分布来划分:阶跃型光纤(Step index fiber),简称SIF;梯度型光纤(Graded index f iber),简称GIF;环形光纤(r iv er f iber);W 型光纤。 光缆:点对点光纤传输系统之间的连接通过光缆。光缆含1根光纤(称单纤),有2根光纤(称双纤),或者更多。 单、多模光纤传输设备的原理 光纤传输设备传输方式可简单的分成:多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。

实验十__可调光衰减器参数测量实验

实验十 可调光衰减器参数测量实验 一、 实验目的 1.了解光衰减器、性能参数及其用途; 2.实验操作可调光衰减器参数测量。 二、 实验仪器用具 手持式光源1套;手持式光功率计一台;可调光衰减器1只;单模光纤跳线(FC/PC)2根。 三、 学习和实验内容 1.光衰减器简介 光衰减器是一种用来降低光功率的光无源器件。根据不同的应用,它分为可调光衰减器和固定光衰减器两种。在光纤通信中,可调光衰减器主要用于调节光线路电平,在测量光接收机灵敏度时,需要用可调光衰减器进行连续调节来观察光接收机的误码率;在校正光功率计和评价光传输设备时,也要用可调光衰减器。固定光衰减器结构比较简单,如果光纤通信线路上电平太高就需要串入固定光衰减器。光衰减器不仅在光纤通信中有重要应用,而且在光学测量、光计算和光信息处理中也都是不可缺少的光无源器件。 可调光衰减器一般采用光衰减片旋转式结构,衰减片的不同区域对应金属膜的不同厚度。根据金属膜厚度的不同分布,可做成连续可调式和步进可调式。为了扩大光衰减的可调范围和精度,采用衰减片组合的方式,将连续可调的衰减片和步进可调衰减片组合使用。可变衰耗器的主要技术指标是衰减范围、衰减精度、衰耗重复性、插入损耗等。 对于固定式光衰减器,在光纤端面按所要求镀上有一定厚度的金属膜即可以实现光的衰耗;也可以用空气衰耗式,即在光的通路上设置一个几微米的气隙,即可实现光的固定衰耗。 2.光衰减器的主要类型及特性参数 (1)固定式光连接型衰减器 特点:高回波损耗、结构简单、最大承载功率(1W )、波长相关性小、低偏振相关损耗、结构紧凑。适用于:光配线架、光纤网络系统、高速光纤传输系统、有线电视(CATV)系统、长途干线密集波分复用(DWDM)系统,光分插复用器(OADM). 主要性能指标: z衰减量: 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10,15,20,25,30dB z衰减精度:≤5dB ±0.3dB; ≤10dB ±0.5dB; >10dB ±10% z回波损耗: PC:>40dB, UPC:>50dB, APC:>60dB z工作波长: 1310nm 和1550nm (SM) 1550nm (DSF) z可提供连接头类型:FC, SC, ST, LC, MU型 (2)1~ 30dB可调式光连接型衰减器 特点:衰减值可调、与波长变化无关、衰减精度高,附加损耗低,性价比优、可实现

光纤熔接的实验报告

实验:光纤的熔接 实验目的: 1.了解光纤以及熔接光纤所使用的工具;; 2.掌握基本熔接光纤的步骤; 3.可以熟练的完成光纤的熔接并且成功率很高; 实验环境: 光纤熔接过程中使用的工具主要有:光纤熔接机、光纤切割刀、剥线钳、热缩套管、酒精和脱脂棉球、卫生纸。另有辅助工具:十字螺丝刀、红光笔、光纤终端盒、剪刀等。它们作业如下: 光纤熔接机:用来熔接光纤; 光纤切割刀:用来制作光纤端面; 剥线钳:用来剥去光纤束管和涂敷层; 热缩套管:放在光纤熔接处保护光纤; 酒精棉球:用来清理光纤; 卫生纸:用来清理光纤上的油层; 十字螺丝刀:用来拆卸终端盒; 终端盒:用来盘放熔接好的尾纤,起保护作用; 剪刀:用来剪去光缆和尾纤中的保护丝绒等; 光纤配线架: ST耦合器、SC耦合器: 光纤,尾纤 红光笔:使用红光笔进行测试,是否连接成功; 光纤熔接步骤: 第一步:测量;

首先使用卷尺测量从一座建筑物到另一座建筑物之间的距离为多少,以及确定相应使用光纤的长度(包含预留的长度和建筑物之间的距离); 第一步:开揽; 首先使用横向开揽刀将黑色光纤外表去皮; 第二步:分揽; 在分揽之前先将热缩套管套在光纤和尾纤上,用剥线钳去掉光纤及尾纤上的保护层,再用剥线钳的后端口剥去涂敷层,剥涂敷层时用力一定呢个要适中,用力轻涂敷层不容易去掉,用力过大会把纤芯刮坏,方法为:左手拇指和食指捏紧光纤,使之成水平状,所露长度以5cm为宜,余纤在无名指、小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑。“稳”,即剥纤钳要握得稳。“快”,即剥纤要快,剥纤钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤,右手随之用力,顺光纤轴向平推出去,整个过程要自然流畅,一气呵成。 观察光纤及尾纤剥除部分的涂敷层是否全部剥除,若有残留应重剥,如有极少量不易剥除的涂敷层,使用酒精棉球沾上酒精,然后擦拭清洁; 第三步:打开熔接机; 第四步:制作对接光纤端面; 将清洁好的光纤及尾纤用光纤切割刀切割光纤;在切割裸纤时应注意:第一,在放光纤时先把割刀位置推好;第二,光纤要放到V型槽内,不能偏差;第三,涂敷层前段距离切割刀16mm左右;第四,切割刀的右侧紧固压件一定要压紧;第五,切割时,推刀要果断。第六,切割完成后拿光纤时注意切割面不要碰任何东西,不要在空气中放置时间过长,直接放到熔纤机中,另一端也要赶紧做好,因为且各端面在空气中暴露时间过长会影响熔接质量;第七,切割掉的废光纤头要放到安全的地方,以免扎到人。 第五步;放置光纤; 光纤切割好要立即放到熔纤机中,熔纤机平台要保证洁净无灰尘,如有灰尘,要用酒精棉球擦拭干净,放置光纤时要放到V型槽内,光纤的前段要平稳,不能翘起,不能超过电极,放好后压下紧固件,盖好防风盖,等另一端尾纤也放好后开始熔接。 在光纤溶解过程中,我们一般选择自动熔接,即放好光纤后,按熔接机右侧带箭

光纤通信实验报告汇总

南京工程学院 通信工程学院 实验报告 课程名称光纤通信_________ 实验项目名称光纤通信实验_______ 实验学生班级通信(卓越)131_____ 实验学生姓名吴振飞_____ _____ 实验学生学号 208130429_________ 实验时间2016.6.15___ 实验地点信息楼C413_______ 实验成绩评定 ______________________ 指导教师签字 ______________________ 2016年 6月 19日

目录 实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验仪器 (1) 三、实验原理 (1) 四、实验内容 (2) 五、实验步骤 (2) 六、注意事项 (2) 七、思考题 (3) 实验二光电探测器特性测试实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验内容 (4) 五、实验步骤 (4) 六、注意事项 (4) 实验三电话光纤传输系统实验 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验内容 (5) 三、预备知识 (5) 四、实验仪器 (5) 五、实验原理 (5) 六、注意事项 (6) 七、实验步骤 (6) 九、思考题 (6)

实验一半导体激光器P-I特性测试实验 一、实验目的 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;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;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、实验仪器 1、ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1 台 2、光功率计1 台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1 根 4、万用表(自带) 1 台 5、连接导线 20 根 三、实验原理 半导体激光二极管(LD) 或简称半导体激光器,它通过受激辐射发光,(处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子,而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射,所谓一模一样,是指发射光子和感应光子不仅频率相同,而且相位、偏振方向和传播方向都相同,它和感应光子是相干的。) 是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同,导致了半导体激光器不仅能产生高功率(≥10mW) 辐射,而且输出光发散角窄(垂直发散角为 30~50°,水平发散角为 0~30° ),与单模光纤的耦合效率高(约 30%~50%),辐射光谱线窄(Δλ =0.1~1.0nm),适用于高比特工作,载流子复合寿命短,能进行高速信号(>20GHz) 直接调制,非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 对于线性度良好的半导体激光器,其输出功率可以表示为ηω (1-1) Pe=)(2thDIIq ?η其中intintaaamirmirD+=ηη,这里的量子效率ηint,表征注入电子通过受激辐射转化为光子的比例。在高于阈值区域,大多数半导体激光器的ηint接近于 1。 1-1 式表明,激光输出功率决定于内量子效率和光腔损耗,并随着电流而增大,当注入电流I>Ith时,输出功率与I成线性关系。其增大的速率即P-I曲线的斜率,称为斜率效率 dPη2DeqdIηω= (1-2) 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,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。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,半导体激光器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发出的光,当电流大于Ith

光纤传输原理

光纤,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且

: 综合布线系统中使用的光纤为玻璃多模850nm波长的 其纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成。内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。由物理学可知,在两种介质的界面上,当光从折射率高的一侧射入折射率高的一侧时,只要入射角度大于一个临界值,就会发生反射现象,能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样,防止了光线在穿插过程中从表面逸出。只有那些初始入射角偏小的光线才有折射发生,并且在很短距离内就被外层物质吸收干净。

4、光纤传输的特点优势及传输原理 光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。从带宽看,很大的优势是:光纤具有较大的信息容量,这意味着能够使用尺寸很小的电缆,将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗,使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看,光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息,以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机,是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆,然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲,同时采用透镜,将光脉冲集中到光纤介质,使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知,光脉冲很容易眼光纤线路运动,光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时,光就不能从玻璃中溢出;相反,光纤会反射回玻璃内。应用这一原理制作光纤的多芯电缆,使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点,所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素,决定了传输信号所需中继的距离,光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点,光纤的频带可达到1.0GHz以上,一般图像的带宽只有8MHz,一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余,在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波,光波是频率极高的电磁波,远远比电波通讯中所使用的频率高,所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质,不导电,不会因断路、雷击等原因产生火花,因此安全性强,在易燃,易爆等场合特别适用。

近代物理实验教程的实验报告

( 实验报告) 姓名:____________________ 单位:____________________ 日期:____________________ 编号:YB-BH-054001 近代物理实验教程的实验报告Experimental report of modern physics experiment course

工作报告| Work Report 实验报告近代物理实验教程的实验报告 时间过得真快啊!我以为自己还有很多时间,只是当一个睁眼闭眼的瞬间,一个学期都快结束了,现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了,本学期从第二周开设了近代物理实验课程,在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程,回顾这一学期的学习,感觉十分的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验,以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶,激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。 我们本来每个人要做共八个实验,后来由于时间关系做了七个实验,我做的七个实验分别是:光纤通讯,光学多道与氢氘,法拉第效应,液晶物性,非线性电路与混沌,高温超导,塞满效应,下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍: 一、光纤通讯:本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究(包括对光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算), 第2页

光纤通信实验报告

OptiSystem实验 一、OptiSystem简介 OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS 和MANS都适用。OptiSystem有一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器,并具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展,从而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面提供光子器件设计、器件模型和演示。丰富的有源和无源器件库,包括实际的、波长相关的参数。参数扫描和优化允许用户研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。OptiSystem满足了急速发展的光子市场对于一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求,深受系统设计者、光通信工程师、研究人员的青睐。 OptiSystem软件允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光网络的分析,从远距离通讯到MANS和LANS都适用。它可广泛应用下列场合: 1.物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计; 2.CATV或者TDM?WDM网络设计; 3.SONET?SDH的环形设计; 4.传输装置、信道、放大器和接收器的设计; 5.色散图设计; 6.不同接受模式下误码率(BER)和系统代价(Penalty)的评估; 7.放大系统的BER和连接预算计算。 实验1 OptiSystem快速入门:以“激光外调制”为例 一、实验目的 1、掌握软件的简单操作 2、了解软件的元件库 3、掌握建立新的project(新的工作界面) 4、掌握搭建系统:将元件从元件库中拖入project、连线、搭建系统 5、掌握设置参数 6、掌握软件的运行、观察结果、导出数据 二、实验过程 1.建立一个新文件。(File>New) 2.将光学器件从数据库里拖入主窗口进行布局. 3.光标移至有锁链图标出现时,进行连线。(如图1所示) 4.设置连续波激光器参数。 (1)点击frequency>mode, 出现下拉菜单,选中script。 (2)在value中输入数据并作评估。 (3)点击单位,选择“THZ”,点击OK 回主窗口。(如图2所示)

光纤耦合实验报告

篇一:光纤测量实验报告 光纤测量实验报告 课程名称:光纤测量 实验名称: 耦合器光功率分配比的测量 学院:电子信息工程学院专业:通信与信息系统班级:研1305班 姓名:韩文国 学号:13120011 实验日期:2014年4月22日指导老师:宁提纲、李晶 耦合器光功率分配比的测量 一、实验目的: 1. 理解光纤耦合器的工作原理; 2. 掌握光纤耦合器的用途和使用方法; 3. 掌握光功率计的使用方法。 二、实验装置:ld激光器,1 ×2光纤耦合器,2 ×2光纤耦合器,tl-510型光功率计,光纤跳线若干。 1. ld激光器 半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。电注入式半导体激光器,一般是由砷化镓(gaas)、硫化镉(cds)、磷化铟(inp)、硫化锌(zns)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射。本实验用的ld激光器中心频率是1550nm。 2. 光功率计 光功率计(optical power meter )是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中,测量光功率是最基本的,非常像电子学中的万用表;在光纤测量中,光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。 3. 耦合器 光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件,是光纤系统中使用最多的光无源器件之一,在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。光纤耦合器一般具有以下几个特点:一是器件由光纤构成,属于全光纤型器件;二是光场的分波与合波主要通过模式耦合来实现;三是光信号传输具有方向性。光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,它是把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去,并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小。对于波导式光纤耦合器,一般是一种具有y型分支的元件,由一根光纤输入的光信号可用它加以等分。 在本实验中所用的1 ×2耦合器光功率分配比理论值为1:9,而2 ×2耦合器光功率分配比理论值为1:1。 三、实验内容: 测量耦合器两输出端的功率,计算功率分配比。 四、实验原理: 2 ×2 光纤耦合器亦称x型光纤耦合器,它是一种应用最为广泛的定向耦合器件。该种耦合器主要依靠倏逝场的作用实现耦合,使两根光纤纤芯相互靠近,可以实现光功率的有效耦合。

光纤通信实验报告

光纤通信实验报告 班级:14050Z01 姓名:李傲 学号:1405024239

实验一光发射机的设计 一般光发送机由以下三个部分组成: 1)光源(Optical Source):一般为LED和LD。 2)脉冲驱动电路(Electrical Pulse Generator):提供数字量或模拟量的电信号。 3)光调制器(Optical Modulator):将电信号(数字或模拟量)“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看,分为光源的内调制(图1.1)和光源的外调制(图1.2)。 采用外调制器,让调制信息加到光源的直流输出上,可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。图1.2的结构中,光源为频率193.1Thz 的激光二极管,同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列,经过一个NRZ脉冲发生器(None-Return-to-Zero Generator)转换为所需要的电脉冲信号,该信号通过一个Mach-Zehnder调制器,通过电光效应加载到光波上,成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。 图1.1内调制光发射机图1.2外调制光发射机 对于直接强度调制状态下的单纵模激光器,其载流子浓度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化,从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化,结果致使振荡波长随时间偏移,导致所谓的啁啾现象。啁啾是高速光通讯系统中一个十分重要的物理量,因为它对整个系统的传输距离和传输质量都有关键的影响。 内容:铌酸锂(LiNbO3)型Mach-Zehnder调制器中的啁啾(Chirp)分析 1设计目的 对铌酸锂Mach-Zehnder调制器中的外加电压和调制器输出信号啁啾量的关系进行模拟和分析,从而决定具体应用中MZ调制器的外置偏压的分布和大小。 2设计布局图 外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式,可以降低或者消除系统的啁啾量。典型的外调制器是由铌酸锂(LiNO3)晶体构成。本设计中,通过对该晶体外加电压的分析调整而最终减少该光发送机中的啁啾量,其模型的设计布局图如图1.3所示。

光纤光栅光学特性的测量

光纤光栅光学特性的测量 一、实验目的和内容 1. 了解光纤Bragg 光栅的原理及其主要光学特性。 2. 掌握Digtal lock-in Amplifier 工作原理和使用要领。 3. 掌握测量光纤Bragg 光纤反射光谱及其它光学特性的方法 二、实验基本原理 1. 光纤布拉格光栅的理论模型 光敏光纤布拉格光栅(FBG ,fiber Bragg grating )的原理是由于光纤芯折射率周期变化造成光纤波导条件的改变,导致一定波长的光波发生相应的模式耦合,使的其透射光谱和反射光谱对该波长出现奇异性,图1表示了其折射率分布模型。这只是一个简化图形,实际上光敏折射率改变的分布将由照射光的光强分布所决定。 对于整个光纤曝光区域,可以由下列表达式给出折射率分布较一般的描述: ? ?? ??≥≤≤≤+=2 32 1211)],,(1[),,(a r n a r a n a r z r F n z r n ?? 式中),,(z r F ?为光致折射率变化函数。具有如下特性: 1 ),,(),,(n z r n z r F ???= )(0 ),,() 0(),(1 max max L z z r F L z n n z r F >=<

光纤通信实验报告思考题

1、不考虑非线性效应,无啁啾的脉冲经过光纤的正常色散区和反常色散区传输后分别具有什么样的啁啾?为什么? 答:不考虑非线性效应,无啁啾的脉冲经过光纤的正常色散区后具有正啁啾和反常色散区传输后具有负啁啾。无啁啾的脉冲工作在正常色散区后,低频比高频传播得快,造成脉冲后沿传播速度比前沿传播速度快,从而产生正啁啾。无啁啾的脉冲工作在反常色散区后,高频比低频传播得快,造成脉冲前沿传播速度比后沿传播速度快,从而产生负啁啾。 2、低峰值功率的脉冲(不考虑非线性效应)在什么情况下,经过光纤传输会产生压缩效应? 答:脉冲要发生压缩的情形,应满足 2C<0,且。但一般的半导体激光器光源在直接强度调制时产生的光脉冲是负啁啾C<0,因此必须采用β2>0的单模光 1、传输光纤为G.652光纤,工作波长为C波段,如传输系统采用光纤光栅进行色散补偿,则需要什么类型的光纤光栅?其工作原理是什么? 传输光纤为G.652光纤,工作波长为C波段,如传输系统采用光纤光栅进行色散补偿,则需要啁啾光纤光栅。啁啾光纤光栅(Chirped FBG)的光栅周期(空间频率)随光纤长度有变化的光纤布拉格光栅,主要用于光纤色散补偿。 其工作原理是,普通单模光纤在1550nm波长时为色散值D>0(反常色散区)。光脉冲的高频分量(蓝移)较低频分量(红移)传输得快,导致脉冲展宽。经啁啾光纤光栅传输以后的入射光中的长波长分量(低频)位于脉冲后沿,使其在光栅的起始端就反射,而短波长分量位于脉冲的前沿,使其在光栅的末端才被反射,于是就补偿了色散效应,使脉冲宽度被压缩甚至还原。 1、有两个脉冲,其宽度不同,但峰值功率相同,通过相同的光纤后(不考虑光纤的色散),由自相位调制效应所展宽的光谱是否相同? 答:不相同。脉冲频谱的展宽程度还与脉冲形状有关。 2、脉冲在光纤中的自相位调制效应跟什么因素有关系?如何增强自相位调制效应? 答:自相位调制效应与输入光功率、传输距离、材料非线性折射率、光纤的型号、信号光的波长、输入脉冲的形状等因素有关。信道设置在非零色散波长附近将有利于增强自相位调制效应的影响;通过增强输入光功率的方法来增加自相位调制效应的影响;增加光纤传输距离来增大自相位调制效应;使用高非线性折射率的材料。

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