2012-2013 学年春季学期【 COE9340 】光纤通信技术及应用实验名称: 半导体激光器 p-I 特性测试学生实验报告一、实验目的⒈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⒉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⒊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、 23BH1 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根三、实验原理半导体激光二极管通过受激辐射发光, 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= ~ ) ,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,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。半导体激光器作为光纤通信中应用的主要光源,其性能指标直接影响到系统传输数据的质量, 因此 P-I 特性曲线的测试了解激光器性能是非常重要的。半导体激光器驱动电流的确定是通过测量串联在电路中的 R110 上电压值。电路中的驱动电流在数值上等于 R110 两端电压与电阻值之比。为了测试更加精确,实验中先用万用表测出 R110 的精确值,计算得出半导体激光器的驱动电流,然后用光功率计测得一定驱动电流下半导体激光器发出激光的功率, 从而完成 P-I 特性的测试。并可根据 P-I 特性得出半导体激光器的斜率效率。四、实验步骤⒈用电线链接电终端模块。⒉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=I× R110 )。 5. 将电位器 W46 逆时针旋转到底。 6. 打开直流电源,指示灯 D4、 D5、 D6、 D7、 D8 亮。 7. 用万用表测量 R110 两端电压(红表笔插 T103 ,黑表笔插 T104 )。⒏慢慢调节电位器 W 44, 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下表。⒐做完实验后先关闭光发模块电源, 然后依次关掉各直流开关( 电源模块), 以及交流电开关。⒑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. 实验数据记录: I=U/R110 U(mV) 123456789 I(mA) 5 P(uW)
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