光通信实验报告
光纤通信技术实验报告
光纤通信技术实验报告电路图光发送模块光接收模块编码模块译码模块实验一半导体激光器的P-I-V特性曲线测试一、实验目的通过测试LD的P（平均发送光功率）-I（注入电流）特性曲线和V（偏）和斜率效率，掌握LD半导体激置电压）-I特性曲线，计算阈值电流（Ith光器的工作特性。
二、实验仪器1、光发送模块1只3、编码模块1台4、光功率计1台5、万用表1台6、示波器1台7、跳线若干三、实验原理半导体发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。
其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发光过程主要对应光的自发发射过程。
半导体发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。
然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。
半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器则是通过受激辐射发光，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El，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。
半导体激光二极管作为激光器的一种，同样也必须满足粒子数反转和光反馈两个要求。
其使用的方法是向P型和N型限制层重掺杂，使费米能级间隔在PN结正向偏置下超过带隙实现粒子数反转。
再利用与PN结平面相垂直的自然解理面构成F-P腔，进行光放大，输出激光。
半导体激光器在热平衡情况下，自发发射占绝对优势。
当外界给系统提供能量时，如采用电流注入（即电泵），打破热平衡状态，随着注入电流的增加，半导体二极管渐渐地增加自发发射，当大量粒子处于高能级，即粒子数反转后，开始受激发射开始占主导地位。
在光束发射方向上的受激发射比自发发射的强度大几个数量。
光通信技术实习报告
一、实习背景随着信息技术的飞速发展，光通信技术已成为现代通信技术的主流。
为了深入了解光通信技术的原理和应用，提高自身的专业技能，我参加了为期两周的光通信技术实习。
二、实习内容本次实习主要分为以下几个部分：1. 光通信基础知识学习在实习的第一周，我们学习了光通信的基本原理，包括光纤、光源、光放大器、光检测器等基本元件的工作原理。
同时，我们还了解了光纤的分类、传输特性以及光纤通信系统的组成。
2. 光纤通信实验在实习的第二周，我们进行了光纤通信实验。
实验内容包括：（1）光纤连接实验：学习了光纤连接器、光纤耦合器等器件的连接方法，掌握了光纤熔接技术。
（2）光源实验：了解了不同类型光源的特点和性能，如LED、LD、EDFA等。
（3）光放大器实验：学习了光放大器的工作原理和性能，如EDFA、Raman放大器等。
（4）光检测器实验：了解了不同类型光检测器的工作原理和性能，如PIN、APD等。
3. 光通信系统设计与分析在实习的第三周，我们学习了光通信系统的设计方法，并进行了以下设计：（1）光纤通信系统设计：根据实际需求，设计了光纤通信系统的传输速率、距离等参数。
（2）光放大器系统设计：根据实际需求，设计了光放大器系统的功率、增益等参数。
（3）光检测器系统设计：根据实际需求，设计了光检测器系统的灵敏度、响应速度等参数。
4. 光通信技术前沿研究在实习的最后阶段，我们了解了光通信技术的前沿研究，包括：（1）超高速光纤通信：研究了超高速光纤通信技术，如40G、100G等。
（2）波分复用技术：了解了波分复用技术的原理和优势。
（3）光纤传感技术：学习了光纤传感技术在工业、环境监测等领域的应用。
三、实习收获1. 提高了专业素养：通过本次实习，我对光通信技术的原理、应用和发展趋势有了更深入的了解，提高了自身的专业素养。
2. 增强了实践能力：在实验过程中，我掌握了光纤连接、光源操作、光放大器调试等实际技能，提高了自己的实践能力。
光通讯实验报告
一、实验目的1. 理解光通讯的基本原理和光传输的特性。
2. 掌握光通讯系统的基本组成和功能。
3. 通过实验验证光通讯系统中的信号调制、传输和接收过程。
4. 分析光通讯系统中的噪声影响及降低噪声的方法。
二、实验原理光通讯是利用光波作为信息载体，通过光纤传输信息的一种通信方式。
其基本原理是利用激光作为光源，将电信号调制到光波上，通过光纤传输，然后在接收端将光信号解调为电信号。
三、实验器材1. 光源：激光二极管2. 发射器：光发射模块3. 接收器：光接收模块4. 光纤：单模光纤5. 光纤连接器：SC型光纤连接器6. 光功率计7. 光衰减器8. 光耦合器9. 光纤测试仪10. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 光源调制实验：（1）将激光二极管连接到光发射模块。
（2）将光发射模块连接到光纤。
（3）利用实验软件设置调制信号，观察光功率计的输出变化，验证调制效果。
2. 光纤传输实验：（1）将光发射模块和光接收模块分别连接到光纤的两端。
（2）将光衰减器连接到光发射模块和光接收模块之间。
（3）调整光衰减器，观察光功率计的输出变化，验证光纤传输效果。
3. 噪声分析实验：（1）将光接收模块连接到光纤。
（2）在光接收模块前加入噪声源，观察光功率计的输出变化，分析噪声对传输效果的影响。
（3）采用滤波器等方法降低噪声，观察光功率计的输出变化，验证降低噪声的效果。
4. 光耦合器实验：（1）将光发射模块和光接收模块分别连接到光耦合器的两个端口。
（2）调整光耦合器，观察光功率计的输出变化，验证光耦合器的性能。
5. 光纤测试实验：（1）将光纤连接器连接到光纤。
（2）利用光纤测试仪测量光纤的长度、损耗等参数。
五、实验结果与分析1. 光源调制实验：通过实验，验证了调制信号成功调制到光波上，并观察到光功率计的输出变化。
2. 光纤传输实验：通过实验，验证了光纤传输效果，并观察到光衰减器对传输效果的影响。
3. 噪声分析实验：通过实验，分析了噪声对传输效果的影响，并验证了降低噪声的方法。
光通信原理的实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解光通信的基本原理，掌握光通信系统的工作原理和组成，熟悉光通信设备的基本操作，提高学生对光通信技术的实际应用能力。
二、实训内容1. 光通信基本原理（1）光纤传输原理：光纤传输是利用光的全反射原理，将光信号在光纤中传输。
光纤具有较高的传输速率、较远的传输距离、较小的信号衰减和较好的抗干扰性能。
（2）光发射和接收原理：光发射器将电信号转换为光信号，光接收器将光信号转换为电信号。
光发射器常用的有LED、LD等，光接收器常用的有PIN、APD等。
2. 光通信系统组成（1）光发射器：将电信号转换为光信号，常用的有LED、LD等。
（2）光纤：光信号传输的介质，具有高传输速率、远传输距离、小信号衰减和抗干扰性能。
（3）光接收器：将光信号转换为电信号，常用的有PIN、APD等。
（4）光放大器：用于提高光信号强度，常用的有EDFA、Raman放大器等。
（5）光分路器、光耦合器等：用于光信号的分配、耦合和整形。
3. 光通信设备操作（1）光纤熔接机：用于连接两根光纤，实现光信号的传输。
（2）光纤切割机：用于切割光纤，保证光纤连接的精度。
（3）光功率计：用于测量光信号的功率。
（4）光时域反射仪（OTDR）：用于测量光纤的长度、损耗和断点。
三、实训过程1. 光发射器、光接收器原理实验（1）将LED、LD、PIN、APD等光器件接入光通信系统，观察光发射器和光接收器的工作情况。
（2）调整光发射器的驱动电流，观察光功率的变化。
（3）调整光接收器的偏置电压，观察光电流的变化。
2. 光纤传输实验（1）将两根光纤连接，使用光纤熔接机进行熔接。
（2）使用光纤切割机切割光纤，保证连接精度。
（3）将熔接后的光纤接入光通信系统，观察光信号的传输情况。
3. 光放大器实验（1）将光放大器接入光通信系统，观察光信号强度的变化。
（2）调整光放大器的输入功率和输出功率，观察光信号的变化。
4. 光分路器、光耦合器实验（1）将光分路器、光耦合器接入光通信系统，观察光信号的分配和耦合情况。
光通信器件实习报告
一、实习背景随着信息技术的飞速发展，光通信技术已成为当今通信领域的主流技术。
光通信器件作为光通信系统的核心组成部分，其性能直接影响着通信系统的整体性能。
为了更好地了解光通信器件的工作原理和应用，我们进行了为期一周的光通信器件实习。
二、实习目的1. 了解光通信器件的基本原理和结构；2. 掌握光通信器件的测试方法；3. 熟悉光通信器件在通信系统中的应用；4. 培养实际操作能力和团队合作精神。
三、实习内容1. 光通信器件基本原理（1）光纤：光纤是光通信系统的传输介质，具有低损耗、大容量、抗干扰等优点。
实习过程中，我们了解了光纤的分类、结构、特性及制造工艺。
（2）光源：光源是光通信系统的信号源，主要包括激光器和发光二极管。
实习中，我们学习了激光器和发光二极管的原理、结构、性能及应用。
（3）光检测器：光检测器是将光信号转换为电信号的器件，主要包括光电二极管和雪崩光电二极管。
实习中，我们了解了光检测器的原理、结构、性能及应用。
2. 光通信器件测试方法实习过程中，我们学习了光通信器件的测试方法，包括光谱分析仪、光功率计、光时域反射仪等仪器的使用。
通过实际操作，我们掌握了光通信器件的测试技巧和数据处理方法。
3. 光通信器件在通信系统中的应用实习过程中，我们参观了光纤通信实验室，了解了光纤通信系统的组成、工作原理及实际应用。
同时，我们还学习了光通信器件在数据中心、5G通信、光纤传感等领域的应用。
四、实习过程及收获1. 实习过程（1）参观光纤通信实验室，了解光纤通信系统的组成、工作原理及实际应用；（2）学习光通信器件的基本原理、结构、性能及应用；（3）学习光通信器件的测试方法，包括光谱分析仪、光功率计、光时域反射仪等仪器的使用；（4）进行实际操作，测试光通信器件的性能。
2. 实习收获（1）掌握了光通信器件的基本原理和结构；（2）熟悉了光通信器件的测试方法；（3）了解了光通信器件在通信系统中的应用；（4）提高了实际操作能力和团队合作精神。
光通信实验报告
光通信实验报告一、实验目的光通信作为一种高速、大容量的通信方式，在现代通信领域中占据着重要地位。
本次实验的目的是深入了解光通信的基本原理，掌握光通信系统的搭建和调试方法，测量光通信系统的关键性能参数，并分析影响光通信系统性能的因素。
二、实验原理（一）光的发射光通信中，光源是关键组件之一。
常用的光源有半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）。
半导体激光器具有高亮度、窄线宽、方向性好等优点，适用于长距离、高速率的通信；发光二极管则具有成本低、可靠性高、光谱较宽等特点，适用于短距离、低速通信。
（二）光的传输光在光纤中传输时，会发生折射、反射和吸收等现象。
光纤分为多模光纤和单模光纤。
多模光纤可传输多个模式的光，但其传输带宽较窄，适用于短距离通信；单模光纤只允许传输一个模式的光，具有低损耗、大带宽的特点，适用于长距离、高速通信。
（三）光的接收光接收器将接收到的光信号转换为电信号。
常用的光接收器有光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
PIN 光电二极管结构简单、成本低，但灵敏度相对较低；APD 具有较高的灵敏度，但工作电压较高，噪声较大。
（四）调制和解调在光通信中，需要对电信号进行调制，将其加载到光载波上进行传输。
常用的调制方式有强度调制（IM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
在接收端，需要对光信号进行解调，恢复出原始的电信号。
三、实验设备本次实验所用到的设备主要包括：1、半导体激光器及驱动电路2、光纤跳线及耦合器3、光功率计4、示波器5、信号源6、误码测试仪四、实验步骤（一）搭建光通信系统1、将半导体激光器与驱动电路连接好，调节驱动电流，使激光器输出稳定的光信号。
2、通过光纤跳线和耦合器将激光器的输出光信号耦合到光纤中。
3、在接收端，将光纤输出的光信号接入光接收器，并连接到后续的电路中。
（二）测量光功率1、使用光功率计测量激光器的输出光功率。
2、在光纤的不同位置测量光功率，观察光功率的衰减情况。
光线通信原理实验报告
一、实验目的1. 了解光纤通信的基本原理和特点。
2. 掌握光纤通信系统中的基本元件及其作用。
3. 通过实验验证光纤通信信号的传输特性。
二、实验器材1. 光纤通信实验平台2. 光源（LED、激光）3. 光纤（单模、多模）4. 光功率计5. 光纤连接器6. 光纤耦合器7. 光纤衰减器8. 光纤测试仪9. 信号发生器10. 示波器三、实验原理光纤通信是一种利用光纤作为传输介质，通过激光或LED光源作为信息载体，实现远距离、高速率信息传输的通信方式。
实验中，我们将验证以下原理：1. 光纤传输特性：光纤具有低损耗、宽带宽、抗干扰能力强等特点，是现代通信的重要传输介质。
2. 光纤通信系统组成：光源、光纤、光功率计、光纤连接器、光纤耦合器、光纤衰减器、光纤测试仪、信号发生器、示波器等。
3. 光纤通信信号传输：通过实验验证光纤通信信号的传输特性，包括传输损耗、色散、非线性效应等。
四、实验步骤1. 光纤连接：将光源、光纤、光纤连接器、光纤耦合器、光纤衰减器等连接好，确保连接牢固、无松动。
2. 光功率测量：使用光功率计测量光源输出功率，记录数据。
3. 光纤传输：将光源发出的光信号通过光纤传输到接收端，使用光功率计测量接收端的光功率，记录数据。
4. 光纤损耗测量：通过光纤衰减器调整光纤传输损耗，使用光功率计测量接收端的光功率，记录数据。
5. 光纤传输特性测试：使用光纤测试仪测量光纤的传输损耗、色散、非线性效应等参数，记录数据。
6. 信号传输测试：使用信号发生器产生不同频率、不同幅度的信号，通过光纤传输，使用示波器观察接收端信号波形，记录数据。
五、实验结果与分析1. 光纤连接：实验中，光纤连接牢固，无松动现象。
2. 光功率测量：光源输出功率为X mW，接收端光功率为Y mW。
3. 光纤传输损耗：根据实验数据，计算光纤传输损耗为Z dB。
4. 光纤传输特性：根据光纤测试仪数据，光纤传输损耗、色散、非线性效应等参数符合理论预期。
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。
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光通信实验报告实验一：测量光纤耦合效率【实验简介】：光线主要用于通信、光纤传感、图像传送以及光能传递等方面。
由于光纤制造技术的不断进步，光线内部的损耗越来越小，因此在实际应用中提高光源与光纤之间的耦合效率是提高系统传输效率的重要技术之一。
【实验目的】：1.了解光纤特性，种类2.掌握光纤耦合的基本技巧及提高耦合效率的手段3.熟悉常用的耦合方法【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤输出光功率：0.78mW光纤输入光功率：1.9mW耦合效率为：0.78/1.9*100%=41.1%【实验思考总结】耦合时，因为起始的光强较弱，用探测器检测效果不明显。
可以先用目测法，观察输出光斑的亮度。
等到达到一定的亮度之后，在接入探测器，观察示数。
调节时，首先调节高度，然后调节俯仰角，最后在调节左右对准度与旋转方向。
实验二：测量光纤损耗【实验目的】：通过测量单模光纤的衰减值，了解测量光纤损耗的常用方法：插入法（实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法）。
【实验原理】：光源发出的光通过光的注入系统输入到短光纤中，并通过光纤活动连接器与光功率计接通。
首先测量短光纤的输出功率P1，然后通过光纤连接器接入被测光纤，测量长光纤的输出功率P2，则光纤的总损耗为A=10lg P1P2(dB)被测光纤的长度为L，则光纤的损耗系数为α=AL(dB/km)【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤长度L：6km波长为1310nm的数据实验三：测量光纤的数值孔径【实验简介】：光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯-包层相对折射率差有关。
光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。
【实验目的】：了解测量数值孔径的方法，对远场法有初步了解。
【实验原理】：远场强度有效数值孔径是通过光纤远场强度分布确定的，它定义为光纤远场辐射图上光强下降到最大值的5%处的半张角的正弦值。
【实验装置示意图】【实验数据】光功率最大值为162.5nW，下降到5%时对应的角度为8.5°和-8.3°【数据处理】光纤的数值孔径：=0.146NA=sin8.5°−−8.3°2实验四：测量光纤的模场直径和折射率分布曲线【实验目的】：1.通过近场法测量光纤的折射率分布曲线，对近场法有一定了解2.通过近场法测量多单模光纤的模场直径，了解了解并掌握近场法测量多模光纤模场直径的方法【实验原理】1.近场法是利用光纤输出端面上的光强度来测量光纤的部分几何参数的典型方法。
这种方法的原理为：光纤输出端面上的光强度分布NEP近似于折射率分布，这种方法控制简单，应用广泛，但精度不高。
R=[（n1－n0）/（n1＋n0）]2公式中n0为空气的折射率；n1为介质材料的折射率。
根据光的折射定律，我们最终可导出如下公式：n(r)－ncl =k[Pcl－P(r)]/ Pclk为取决于系统参数的校正系数；ncl和Pcl是常数，分别为光纤包层折射率和折射光功率。
由此可见，折射光功率P (r)与n (r)有关，从而通过测量P (r)就可得到n (r) 。
2.根据光纤输出端面上的光强度分布绘制出光强分布曲线，通过观察光强下降为1/e出的光斑半宽度，测出光纤的模场直径【实验结果】1.多模光纤：光纤端面图光强分布曲线图由图可知，光纤的模场直径为41.8903um折射率分布曲线3.单模光纤：光纤端面图光强分布曲线图由图可知，光纤的模场直径约为10.6um（因为噪声的影响，图中算出的模场直径有问题）折射率分布曲线图实验五：光纤波分复用误码测试【实验简介】：系统的误码性能是衡量系统优劣的重要指标，反应数字信息在传输过程中受损伤的程度，通常用长期平均误码率、误码的时间报分数和误码秒百分数来表示。
在实际测量中，常用长时间的测量中的误码数目与传送的总码元数之比（BER）来表示。
【实验目的】：1.掌握误码仪性能、原理及使用方法2.了解波分复用通信系统的性能与误码率的关系，以及误码率与系统器件插损损耗、器件隔离度等系统各部分器件性能的关系。
【实验电路原理图】：【实验步骤】：1.将光纤接在误码测试仪的输入与输出之间；2.设置误码仪，选择适当的序列信号与时钟；3.通过下拉菜单记录可以观察到不同误码参数，记录误码特性；【实验结果】测试时间/s 188时钟总数398479743误码计数22误码率 5.52×10−8秒误码率0.0000E0误码秒数21误码秒百分数11.1702%【实验思考总结】通过发送不同的自定义数据，我发现当数据中含有多个连0时，误码率会大大增加，甚至会无法进行帧同步以致不能传输。
实验六：掺铒光纤放大器性能测试【实验简介】：目前使用化的光纤放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）和光纤喇曼放大器（FRA），其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统等领域【实验目的】：1.了解EDFA的基本结构和功能；2.通过测量EDFA的各种参数，计算增益，输出饱和功率，噪声系数3.了解参数的定义、计算方法和EDFA的使用【实验装置与EDFA结构图】【实验数据】：通过实验的数据我们发现，仪器设备的噪声非常大。
在光源发生器的电流设为0时，接入EDFA，发现输出功率为278uW,很显然，这是噪声。
在后面的实验中，当增大电流时，接入EDFA后，发现输出的功率和电流为0时的数据大小差不多，甚至输入功率增强后，放大后的输出功率却减小。
经过和同学，老师的一番讨论，我们一直认为这是实验仪器噪声的原因。
经过一番思考，我认为可以加入光隔离器和光滤波器，这样可以减少噪声。
并重新设计装置如图实验七：波分复用图像传输系统【实验简介】：波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
【实验原理】：1.波分复用光纤通信系统：N个光发射机分别发射N个不同波长，经过光波分复用器WDM合到一起，耦合进单根光纤中传输。
到接收端，经过具有光波长选择功能的解复用器DWDM，将不同波长的光信号分开，送到N个光接收机接收。
2.双向WDM系统: 图中WDM/DWDM是具有波长选路功能的复用/解复用器。
光发射机 T1发射的光信号，经WDM/DWDM送入传输光纤，在接收端，再经另一个MD的波长选择后送到接收机R1接收。
T2和R2是另一方向传输的发射和接收端机。
【实验结果】：图像1（1310nm波长）图像2（1350nm波长）图像3（波分复用传输）由图可以看出，图片中除了“天津”以外，还隐约有“北京”字样。
由于“北京”对应的波长通道损耗太大，所以信号很微弱，字体模糊。
实验八：半导体激光器实验【实验目的】1. 通过实验熟悉半导体激光器的电学特性、光学特性。
2. 掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节。
3. 根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。
【实验原理】1、半导体激光器的基本结构半导体激光器的全称为半导体结型二极管激光器，也称激光二极管，激光二极管的英文名称为laser diode，缩写为LD。
大多数半导体激光器用的是GaAs或GaAlAs材料。
P-N结激光器的基本结构和基本原理如图8-1所示，P-N结通常在N型衬底上生长P型层而形成。
在P区和N区都要制作欧姆接触，使激励电流能够通过，这电流使得附近的有源区内产生粒子数反转（载流子反转），还需要制成两个平行的端面起镜面作用，为形成激光模提供必需的光反馈。
图8-1（a）半导体激光器结构图8-1（b）半导体激光器工作原理图2、半导体激光器的阈值条件阈值电流作为各种材料和结构参数的函数的一个表达式：)]1ln(21[8202Ra Den J Q th +∆=ληγπ这里，Q η是内量子效率，0λ是发射光的真空波长，n 是折射率，γ∆是自发辐射线宽，e 是电子电荷，D 是光发射层的厚度，α是行波的损耗系数，L 是腔长，R 为功率反射系数。
【实验步骤】1．测量半导体激光器的输出功率随泵浦电流变化的关系，作出曲线，标定出光阈值电流；2．观察半导体激光器的调频特性。
利用信号发生器调制激光电源的泵浦电流，通过双踪示波器观察被调制的激光输出随泵浦电流的变化。
【实验数据】1. 半导体激光器的P-I 特性原始数据由图可知，当I>13mA 时，P —I 曲线斜率陡增，且之后近似为线性，据此估计此半导体激光器的光阈值电流为13mA ，阈值泵浦功率为1.04mW 。
2. 调制的激光输出随泵浦电流的变化I=1.7mAI=5.2mAI=10.4mAI=15.2mAI=21.3mAI=24.8mA【实验思考总结】1.半导体激光器为什么存在阈值电流？阈值电流与那些因素有关？半导体激光器又称激光二极管，二极管的PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻，我们称PN结导通；PN结导通了二极管才开始工作，因此存在阈值电流。
与二极管的材料、温度有关。
2.与气体激光器相比，半导体激光器具有那些优缺点？优点：价格便宜，体积小，可以做高速调制，功率可以很方便的进行各种调制缺点：半导体激光管（LD）的激光输出功率会随其壳体的温度变化而有较大变化。
半导体激光器的中心波长的一致性比较差，不同批次的半导体激光管的中心波长一般来说都会略有差别。
半导体激光管（LD）的发出的激光束的发散角非常大，且两个方向的发散角不同，所以绝大多数半导体激光模块都要对半导体激光管发出的激光进行光束整形。