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1、光纤通信实验报告实验室名称：实验日期：2015年10月27日学 院信息科学与工程学院专业、班级通信工程1303班姓 名陈甜实验名称光源的P-I特性、光发射机消光比测试指 导教 师王玮教师评语教师签名： 年 月 日实验目地 ： 1、了解半导体激光器LD的P-I特性、光发射机消光比。2、掌握光源P-I特性曲线、光发射机消光比的测试方法。 3、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。 4、增强动手操作能力，增强对课本内容的理解。实验内容：1、根据实验数据，绘制光源P-I特性曲线；2、分析光源P-I特性及光发射机消光比。实验器材：1、主控&信号源模块、2号、25号模块 各一块 2、23号
2、模块（光功率计） 一块3、FC/PC型光纤跳线、连接线 若干 4、干万用表 一个实验原理: 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。1、半导体光源的P-I特性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。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（
3、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。该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。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，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
4、光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。2、光发射机消光比消光比定义为：。式中P00是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。P11是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。从激光器的注入电流（I）和输出功率（P）的关系，即P-I特性可以清楚地看出消光比的物理概念，如下图所示。PEXTADPPIN消光比对灵敏度的影响由图可知，当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为P00，它将由直流偏置电流Ib来确定。无信号时光源输出的光功率对接收机来说是一种噪声，将降低光接收机的灵敏度。所以从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。但是，应该指出，当Ib减小时，光源的输出功率将降低，
5、光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其它特性产生不良影响，因此，必须全面考虑Ib的影响，一般取Ib = (0.70.9)Ith（Ith为激光器的阈值电流）。在此范围内，能比较好地处理消光比与其它指标之间的矛盾。考虑各种因素的影响，一般要求发送机的消光比不超过-1dB。在光源为LED的条件下，一般不考虑消光比，因为它不加直流偏置电流Ib ，电信号直接加到LED上，无输入信号时的输出功率为零。因此，只有以LD作光源的光发射机才要求测试消光比。实验步骤：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
6、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”。（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； 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。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
7、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=33, 读出光功率计读数P。调节功率输出W4，将测得的参数填入下表：P(uW)312262145.3101.146.705.5911916u(V)0.620.550.400.360.280.220.15I(A)503.23476.36363.25280.8166.7925.47.9446、将25号光收发模块的电位器W4顺时针旋至底；设置主控模块菜单，选择【光功率计】功能。7、将2号模块的拨码开关S4设置为“ON”，使输入信号为全1电平。测得此时光发端机输出的光功率为P11。8、将2号模块的拨码开关S4设置为“OFF”
8、，使输入信号为全0电平。测得此时光发端机输出的光功率为P00。9、代入公式，即得光发射机消光比。10、调节W4，重复79步骤，并将所测数据填入下表。P00(uW)00.20080.45110.61131.1702.6013.058P11(uW)309102.676.7749.812.5502.0052.EXT实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：1、半导体光源的P-I特性2、用万用表测量R7两端的电压 。读出万用表读数U，代入公式I=U/R7，其中R7=33, 读出光功率计读数P。调节功率输出W4，将测得的参数填入下表：P(uW)312262145.3101.146.705.5911916u
9、(V)0.620.550.400.360.280.220.15I(A)503.23476.36363.25280.8166.7925.47.93、调节W4，并将所测数据填入下表。P00(uW)00.20080.45110.61131.1702.6013.058P11(uW)309102.676.7749.812.5502.0052.EXT0-27-23.3-20-3-31.76实验结果及分析： 有实验数据可以看出，半导体的P-I特性曲线中有一个转折点，半导体激光器的驱动电流称为门限电流，在门限电流之下，半导体激光器P-I特性曲线斜率很低，由此可知，此时激光器工作于自发辐射，发出的光是荧光，光功
10、率很小，P-I特性曲线的斜率很小，当电流值超过阀值电流，P-I特性曲线的斜率突变成一个较大的值，半导体激光器发出的光是激光，输出激光功率随电流迅速上升。有实验数据可以清楚地看到消光比对功率的影响。 当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为P00，它将由直流偏置电流Ib来确定。无信号时光源输出的光功率对接收机来说是一种噪声，将降低光接收机的灵敏度。所以从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。但是，应该指出，当Ib减小时，光源的输出功率将降低，光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其它特性产生不良影响，因此，必须全面考虑Ib的影响，一般取Ib = (0.70.9)Ith（Ith为激光器的阈值电流）。
11、在此范围内，能比较好地处理消光比与其它指标之间的矛盾。 本次实验进行的很顺利，因为我们提前预习了实验指导书上的内容，所以 实验有了一个大致的了解，加上实验的时候细心的操作，很快就完成了实验，通过这次实验增强了自己的动手操作能力，并对课本上的知识有了更深一步的了解。在做实验的过程中，也是因为初次接触，还有些不习惯，从第一个实验开始对实验箱的各个模块进行熟悉，中间在读数的时候，我们测的的数据波动很厉害，不能稳定的读数，所以只能取中间值进行采集。光纤通信实验报告实验室名称：实验日期：2015年 10月27日学 院信息科学与工程学院专业、班级通信1303班姓 名陈甜实验名称模拟信号光纤传输系统指 导教
12、 师王玮教师评语教师签名： 年 月 日实验目的：1、了解模拟信号（正弦波、三角波、方波等）光纤传输系统。实验内容：实验器材：1、主控&信号源模块、25号模块 各一块2、双踪示波器 一台3、FC型光纤跳线、连接线 若干实验原理：1、实验原理框图模拟信号光纤传输系统2、实验框图说明主控信号源模块可输出正弦波、三角波、方波等模拟信号，信号送入光发射机的模拟输入端，经过光调制电路转换成光信号，完成电光转换；光信号经光纤跳线传输后，由接收机接收，并完成光电转换，输出原始信号。注：由于实验设备配置模块情况不同，光收发模块的波长类型有所不同，比如1310nm、1550nm等，需根据实际情况确定。实验步骤：1
13、、关闭系统电源，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“光接收机”。2、将信号源&主控模块的模拟输出A-out连接到25号光收发模块的模拟信号输入端TH1。3、把25号光收发模块的S3设置为“模拟”。4、将25号光收发模块的W5（接收灵敏度的调节旋钮，顺时针旋转时输出信号减小）逆时针旋到最大，适当调节W6（调节电平判决电路的门限电压）。5、打开系统电源开关及各模块电源开关。在主控模块中设置实验参数主菜单【光纤通信】【模拟信号光纤传输系统】6、用示波器观测模拟信号源模块的A-out，调节信号源模块的“输出幅度”旋钮，使信号为适当大小（保证输出信号最大且不失真）。7、用示波器观测模拟信号源的A-out和25号光收发模块的TH4，适当调节W5，使得观测到的两处波形相同。此时，25号光收发模块无失真的传输模拟信号（可以通过“主控”模块中“信号源”进入“模拟信号源”菜单选择所需波型）。实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：（1） 当主信号源提供模块输出为模拟方波时，输入和输出的波形如下：（2） 当主信号源模块输出模拟信号为三角波时，输入和输出波形如下：（3） 当主信号源模块输出为正弦波时，输入忽然输出的关系如下；（4） 当输出正弦波发生失真时： 实验结果及分析：
