光纤通信实验报告1光源的PI特性测试
光纤通信实验报告1-光源的P-I特性测试
1、关闭系统电源，按如下说明进行连线：
（1）用连接线将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）用光纤跳线连接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”。
《光纤通信》实验报告
实验室名称：光纤通信实验室实验日期：2014年12月11日
学院
信息科学与工程学院
专业、班级
姓名
实验名称
光源的P-I特性测试
指导
教师
教师评语
教师签名：
年月日
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。
实验器材：
1、实验器材：主控&信号源模块、2号、25号模块各一块
实验接线与结果显示图：
在主控&信号源模块，选择光纤通信菜单，在其中选择选择第一个实验，光源的P-I特性测试。
2实验结果记录
测得参数填入表格如下：
P(uW)
413.7
387.0
309.6
239.8
172.5
97.84
13.62
u(V)
0.64
0.60
0.51
0.43
0.34
0.27
0.16
I(A)
0.019
2、23号模块（光功率计）一块
3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干
4、万用表一个
实验内容：
激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。该实验就是通过测量输出功率和电流关系，对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。最后根据实验数据，绘出光源P-I特性曲线。
光纤通信实验报告
XX学号时间地点实验题目半导体激光器P-I特性测试实验一、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1台2、FC接口光功率计1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、万用表1台5、连接导线 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、拆下光跳线与光功率计，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。
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。
光源的P-I特性测试
光源的P-I特性测试一、实验目的1.了解半导体光源LED与半导体激光器LD的P-I特性。
2.掌握LD光源P-I特性曲线的测试方法。
二、实验内容1.绘制数字光发射机光源的P-I特性曲线。
三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。
2.示波器1台。
3.万用表1部。
4.FC/PC光纤跳线1根。
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。
半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图13-1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I th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。
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I th，当输入电流小于I th时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出光，当电流大于I th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．I(mA)图13-1 LD半导体激光器P-I曲线示意图五、实验注意事项1.在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
光纤通信实验报告
福建农林大学金山学院信息工程类实验报告课程名称：光纤通信姓名：系：信息与机电工程系专业：电子信息工程年级：2011学号：指导教师：职称：2014年12月29日实验项目列表福建农林大学金山学院信息工程类实验报告实验一固定速率时分复用解复用实验1．实验目的1）熟悉集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
2）掌握固定速率时分复用的数字分接原理。
3)掌握帧同步码的识别原理。
2．实验内容1)用使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块连成一个理想信道时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2)用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
3)阅读实验指导，学习简单时分复用的数字分接原理。
4)观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，观察直接时分复用与解复用的实验效果。
3．实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
4．基本原理（一）数字分接的基本组成：在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
在这里我们继续讨论数字分接器。
数字分接器的基本组成如图2-1所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
分接器的恢复单元与复接器的调整单元相对应，恢复单元的作用是把分离后的信号恢复成为原来的支路数字信号。
图2-1 数字分接器的基本组成（二）所用实验模块的结构原理：本实验使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告光纤通信是一种使用光信号传输数据的通信技术，它利用了光的高速传输和大带宽的特性，成为了现代通信领域的重要技术之一。
在本次实验中，我们对光纤通信的原理和实验验证进行了深入研究。
实验一: 光的传播特性我们首先对光的传播特性进行了研究。
选择了一根直径较细的光纤，并采用了迎射法和反射法进行传导实验。
通过在纤芯中投射光线，并观察传导的情况，我们验证了光在光纤中的传播路径并没有明显偏向，光线能够相对直线传播。
实验二: 光纤的损耗与色散在光纤通信中，损耗和色散是不可避免的问题。
我们通过实验对光纤中损耗和色散的影响进行了测试。
损耗实验中，我们通过分析在不同长度光纤中传输的光强度，发现随着距离的增加，光强度会逐渐减弱。
这是由于光纤中存在材料吸收和散射等因素造成的。
为了减小损耗，优化光纤的材料和结构是很重要的。
色散实验中，我们将不同波长的光信号通过光纤传输，并测量到达另一端的时间。
实验结果显示，不同波长的光信号到达时间存在差异。
这是由于光纤中折射率随波长变化而引起的色散效应。
为了减小色散，需要采用更先进的技术，如光纤衍生波导和光纤增益等手段。
实验三: 单模光纤与多模光纤光纤通信中，单模光纤和多模光纤是常用的两种类型。
通过实验，我们对这两种光纤的传输特性进行了研究。
我们首先测试了单模光纤。
结果显示，在单模光纤中，光信号会以单一光波传播，因此具有较低的色散和损耗，适用于远距离传输和高速通信。
然后我们进行了多模光纤的实验。
实验结果显示，多模光纤中存在多个模式的光信号传播，由于不同模式间的传播速度不同，会导致严重的色散和损耗问题。
因此，多模光纤适用于近距离传输和低速通信。
结论通过本次光纤通信实验，我们对光纤通信的原理和实际应用有了更深入的了解。
我们发现光纤通信具有高速率、低损耗和大带宽等优势，而不同类型的光纤对于不同的通信需求有着不同的适应性。
然而，我们也看到了光纤通信中存在的一些问题，如损耗、色散和设备成本等。
半导体激光器PI特性测试实验
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。
11.将各仪器设备摆放整齐。
六、实验报告
1.根据实验记录数据，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。(测得电阻为1.7Ω)
四、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。
五、实验步骤及结果
1.将光发模块中的可调电阻W101逆时针旋转到底，使数字驱动电流达到最小值。
2.用万用表测得R110电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。
2.根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流Ith的大小。
3.根据P-I特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。
七、注意事项
1.半导体激光器驱动电流不可超过40mA，否则有烧毁激光器的危险。
2.由于光功率计，光跳线等光学器件的插头属易损件，使用时应轻拿轻放，切忌
用力过大。
八、思考题
1.试说明半导体激光器发光工作原理。
2.环境温度的改变对半导体激光器P-I特性有何影响？
随着温度的上升，阈值电流越来越大，功率随电流变化越来越缓慢。
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。
当注入电流较小时，激活区不能实现粒子束反转，自发发射占主导地位。，激光器发射普通的荧光。随着注入电流的增加，激活器里实现了粒子束反转，受激辐射占主导地位。但当注入电流小于阈值电流时，谐振腔内的增益还不足以克服如介质的吸收、镜面反射不完全等引起的谐振腔的损耗时，不能在腔内建立起振荡，激光器只发射较强荧光。只有当注入电流大于阈值电流时，才能产生功率很强的激光。
光纤部分实验报告通信工程专业综合实验.
通信工程专业综合实验报告――光通信部分姓名学号通信班级上课时间周二下午16:20~18:10第8章光纤传输系统实验一激光器P-I特性测试实验1. 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2. 实验仪器1、ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、万用表1台5、连接导线20 根3. 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，是一种阈值器件。
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。
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（△入=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。
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。
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。
华北电力大学科技学院光纤通信原理实验报告
科技学院课程设计(综合实验)报告( 2020-- 2021 年度第 2学期)名称：光纤通信原理综合实验院系：信息工程系班级：学号：学生姓名：指导教师：杨再旺王劭龙设计周数：1周成绩：日期：2021年6月实验名称实验一： LED的P-I 特性测量实验仪器光功率计、光纤、直流电流源、LED光源同组人实验目的测量数据，描画LED光源PI特性曲线，求出阈值电流实验原理半导体发光二极管的P-I特性曲线理论上是输出功率与注入电流成正比实验内容与步骤实验内容：使用光功率计和LED光源，在温度一定的情况下（保持实验室温度：20℃），通过改变直流电流来观察输出功率的变化，从而绘出P-I特性曲线。
实验步骤：1.用光纤把光功率计和激光器连接，通电。
2.保持温度为定值3.改变电流的数值观察功率计变化4.绘图实验数据：讨论与结论在老师指导下完成本次实验，在记录数据的时候由于机器灵敏度太高而测得的数据不是很准确，但是在误差允许的范围内画出了特性曲线，跟理论结果差不多。
实验名称实验二：光纤通信系统的码型变换、波分复用器的性能测量实验仪器光纤通信原理实验箱、示波器、光功率计，波分复用解复用器同组人实验目的记录CMI编译码波形记录测量波分复用解复用器插损和隔离度实验原理CMI编码原理：CMI编码的编码规则是：用交替的"11"和"00"两位表示基带中的一位"1"；用"01"表示基带中的一位"0"。
波分复用器性能实验原理：光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光器件，其原理如图所示，其中的一个端口作为器件的输出／输入端，而N个端口作为器件的输入／输出端。
当作为对光波波长起合成作用的器件时，从N个端口各自注入不同波长的光信号，在一个端口处将获得按一定光波波长顺序分开的光波信号；当器件作为解复用器时，注入到入射端的各种光波信号，将分别根据其波长的不同，传输到对应的不同出射端口（N个端口之一）．由以上分析可以知道，各端口可以作为输入端口，也可以作为输出端口．实 验 内容 与步骤CMI 编码：1.连接线路，连接示波器 2.分别观察记录原始波形、cmi 编码和译码后的波形。
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(2)用光纤跳线连接25号光收发模块的光发输出端与光收接入端,并将光收发模块的功能选择开关S1打到“光功率计”。
(3)用同轴电缆线将25号光收发模块P4(光探测器输出)连至23号模块P1(光探测器输入)。
2、将25号光收发模块开关J1拨为“10”,即无APC控制状态。开关S3拨为“数字”,即数字光发送。
3、将25号光收发模块的电位器W4与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;
4、开电,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】功能。
在做实验的过程中,也因为就是初次接触,还有些不习惯,从这第一个实验开始对实验箱的每个模块进行熟悉,中间在读数的时候,我们测得的数据波动的很厉害,不能稳定地读数,所以只能取中间值进行采集。
在实验的过程中,我们对多组数据进行了测量。我们首先由u=0、05(V)测量至u=0、64(V),发现了P-I大致的规律,后又估计在u=0、15(V)左右对应有阈值电流,故又在此范围附近多测量了几组,使最终结果更精确。最后根据我们的数据绘出了实验测得的LD光源P-I特性曲线,曲线与理想情况还有些偏差,我认为造成误差的原因,主要可能有实验温度的影响与测量过程中读数与记录的误差等,但在误差允许的范围内,实验结果与理论基本吻合。可以从曲线上瞧出,阈值电流在4、2mA左右,阈值功率在1、318uW左右。
最后根据实验测得数据,用Matlab绘出光源P-I特性曲线图如下:
Matlab绘制曲线代码如下:
x=[19,18,15、5,13,10、3,8、1,4、9,4、5,4、2,3、9,3、6,3、3,2、7,1、5];
y=[413、7,387,309、6,239、8,172、5,97、84,13、62,7、576,1、318,1、040,0、700,0、512,0、375,0、1922];
plot(x,y)
xlabel('I/mA');ylabel('P/uW');
title('实验得LD半导体激光器P-I特性曲线')
gridon;
对实验结果曲线图的阈值电流部分进行局部放大,如图所示:
实验结果及分析:
通过进行了光源的P-I特性测试实验,结合了书本上的知识,我对半导体激光器LD的P-I特性有了进一步的了解,同时也掌握了光源P-I特性曲线的测试方法。
LD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与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,就是光纤通信中最重要的一种光源,激光二极管可以瞧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。半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如上图所示,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,激光器工作于自发辐射,输出(荧光)光功率很小,通常小于100pW;在门限电流以上,激光器工作于受激辐射,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类似于正向二极管的特性。该实验就就是对该线性关系进行测量,以验证P-I的线性关系。
2、23号模块(光功率计)一块
3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干
4、万用表一个
实验内容:
激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。该实验就就是通过测量输出功率与电流关系,对该线性关系进行测量,以验证P-I的线性关系。最后根据实验数据,绘出光源P-I特性曲线。
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)测试与平均光功率的测试。接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说明。
5、用万用表测量R7两端的电压(测量方法:先将万用表打到直流电压档,然后将红表笔接TP3,黑表笔接TP2)。读出万用表读数U,代入公式I=U/R7,其中R7=33Ω,读出光功率计读数P。
调节功率输出W4,将测得的参数填入表格。
P(uW)
u(V)
I(A)
实验过程原始记录(数据、图表、波形等):
1、实验过程:
首先可以学习到,P与I分别为激光器的输出光功率与驱动电流,I与P都有其阈值。当I小于阈值电流时,激光器发出的就是自发辐射光;当I大于阈值电流时,发出的就是受激辐射光,光功率随驱动电流的增加而增加。故一般信息的传输采用调制的方法,一般在I大于其阈值电流的线性区间上进行调制。且激光器输出光功率随温度的变化而变化,因为激光器的阈值电流随温度升高而增大,二就是外微分量子效率随温度升高而减小,故温度升高时,输出光功率明显下降,达到一定温度时,激光器就不辐射了。P-I特性也就是选择半导体激光器的依据,选择的时候,应该选择阈值电流尽可能小,没有扭折点,P-I曲线的斜率适当的半导体激光器。
实验接线与结果显示图:
在主控&信号源模块,选择光纤通信菜单,在其中选择选择第一个实验,光源的P-I特性测试。
2实验结果记录
测得参数填入表格如下:
P(uW)
413、7
387、0
309、6
239、8
172、5
97、84
13、62
u(V)
0、64
0、60
0、51
0、43
0、34
0、27
0、16
I(A)
0、019
P-I特性就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,没有扭折点,P-I曲线的斜率适当的半导体激光器:Ith小,对应P值就小,这样的激光器工作电流小,工作稳定性高,消光比大;没有扭折点,不易产生光信号失真;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。
0、018
0、0155
0、013
0、0103
0、0081
0、0049
P(uW)
7、576
1、318
1、040
0、700
0、5120
0、3750
0、1922
u(V)
0、15
0、14
0、13
0、12
0、11
0、09
0、05
I(A)
0、0045
0、0042
0、0039
0、0036
0、0033
0、0027
0、0015
《光纤通信》实验报告
实验室名称:光纤通信实验室实验日期:2014年12月11日
学院
信息科学与工程学院
专业、班级
姓名
实验名称
光源的P-I特性测试
指导
教师
教师评语
教师签名:
年月日
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。
实验器材:
1、实验器材:主控&信号源模块、2号、25号模块各一块