光电信息技术实验一一光通信技术实验 第二章光发射端机指标测试实验 在光纤通信中，首先要将电信号转变为光信号，最常用的光源是半导体激光器和发 光二极管。之所以用半导体光源，是因为：1、半导体光源体积小，发光面积可以与光纤 芯径相比较，从而有较高的偶合效率：2、发射光波长适合在光纤中低损耗传输：3、可 以直接进行强度调制，即只要将信号电流注入半导体光源，就可以得到相应的光信号输 出：4、可靠性较高，尤其是半导体激光器，不仅发射功率大，偶合效率高、响应速度快， 而且发射光的相干性也较好，在一些高速率、大容量的数字光纤通信系统中得到广泛应 用。 本实验系统中，提供了半导体激光器和半导体发光二极管两种光源。本章节中将对 半导体激光器的指标进行测量。 实验3 数字光发端机的平均光功率测量 一、实验目的 1.了解数字光发端机平均光功率的指标要求： 2.掌握光发端机输出光功率的测试方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱 2.20M双踪示波器 3.光功率计(FC-FC单模尾纤) 4信号连接线 1根 三、基本原理 平均光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机码二进制序列为测试信 号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的平均光功率。 平均光功率是在额定电流下测得的，否则结果有偏差。实验测量结构示意图如下图所示： TX1550 字序 光发射 FC-FC 端机 电→光 图2.11平均光功率测试结构示意图 9
光电信息技术实验――光通信技术实验 第二章 光发射端机指标测试实验 在光纤通信中，首先要将电信号转变为光信号，最常用的光源是半导体激光器和发 光二极管。之所以用半导体光源，是因为：1、半导体光源体积小，发光面积可以与光纤 芯径相比较，从而有较高的偶合效率；2、发射光波长适合在光纤中低损耗传输；3、可 以直接进行强度调制，即只要将信号电流注入半导体光源，就可以得到相应的光信号输 出；4、可靠性较高，尤其是半导体激光器，不仅发射功率大，偶合效率高、响应速度快， 而且发射光的相干性也较好，在一些高速率、大容量的数字光纤通信系统中得到广泛应 用。 本实验系统中，提供了半导体激光器和半导体发光二极管两种光源。本章节中将对 半导体激光器的指标进行测量。 实验 3 数字光发端机的平均光功率测量 一、实验目的 1.了解数字光发端机平均光功率的指标要求； 2.掌握光发端机输出光功率的测试方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱 2.20M 双踪示波器 3.光功率计（FC-FC 单模尾纤） 4.信号连接线 1 根 三、基本原理 平均光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机码二进制序列为测试信 号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的平均光功率。 平均光功率是在额定电流下测得的，否则结果有偏差。实验测量结构示意图如下图所示： 图 2.1.1 平均光功率测试结构示意图 电 光 数 字 序 列 光发射 端 机 TX1550 P FC-FC 9
光电信息技术实验一一光通信技术实验 四、实验步骤 1.关闭系统电源，按照图2.1.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单 模尾纤、光功率计连接好(TX1550通过尾纤接到光功率计)，注意收集好器件的防尘帽。 2.打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验-C码设置”确认，即在PI01铆 孔输出32KHZ的SwW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。 3.示波器测试PI01铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认 有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号(TX1550)幅度最大（不超过 5V),记录信号电平值。即将拨可器设置序列电信号送入1550m光发端机，并转换成光 信号从TX1550法兰接口输出。 5.调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“dBm”,读取此时光功率P,即为1550nm 光发射端机在正常工作情况下，对于拨码器设置32K的10001000序列的平均光功率， 记录码型和光功率 6.拨码器设置其它序列组合，W205保持不变，记录码型和对应的输出光功率，得出 你的结论。 7.按返回键，液品菜单选择“码型变换实验一CM码PN”。确认，即在P1O1铆孔输出 32KHZ的15位m序列。以同样的方法测试，记录码型、速率和平均光功率值。 8.改变W205值，以同样的方法测试，记录TX1550点信号电平值和对应的输出光功 率，得出你的结论。 9.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验也可选择激光/探测器性能测试模块（由于此模块的好多参数都是可调节 的，所以每个测试的结果可能不同)。光功率计的使用可参考其配套资料 五、实验结果 1记录数字光发射端机的平均光功率，标上必要的实验参数说明，归纳出光发射机输 出的光功率与输入电信号的那些参数有关
光电信息技术实验――光通信技术实验 10 四、实验步骤 1.关闭系统电源，按照图 2.1.1 将 1550nm 光发射端机的 TX1550 法兰接口、FC-FC 单 模尾纤、光功率计连接好（TX1550 通过尾纤接到光功率计），注意收集好器件的防尘帽。 2.打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验- CMI 码设置” 确认，即在 P101 铆 孔输出 32KHZ 的 SW101 拨码器设置的 8 比特周期性序列，如 10001000。 3. 示波器测试 P101 铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4. 用信号连接线连接 P101、P203 两铆孔，示波器 A 通道测试 TX1550 测试点，确认 有相应的波形输出，调节 W205 即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度最大（不超过 5V），记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入 1550nm 光发端机，并转换成光 信号从 TX1550 法兰接口输出。 5. 调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“dBm”，读取此时光功率 P，即为 1550nm 光发射端机在正常工作情况下，对于拨码器设置 32K 的 10001000 序列的平均光功率， 记录码型和光功率 6. 拨码器设置其它序列组合，W205 保持不变，记录码型和对应的输出光功率，得出 你的结论。 7.按返回键，液晶菜单选择“码型变换实验—CMI 码 PN”。确认，即在 P101 铆孔输出 32KHZ 的 15 位 m 序列。以同样的方法测试，记录码型、速率和平均光功率值。 8.改变 W205 值，以同样的方法测试，记录 TX1550 点信号电平值和对应的输出光功 率，得出你的结论。 9. 关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验也可选择激光/探测器性能测试模块（由于此模块的好多参数都是可调节 的，所以每个测试的结果可能不同）。光功率计的使用可参考其配套资料。 五、实验结果 1.记录数字光发射端机的平均光功率，标上必要的实验参数说明，归纳出光发射机输 出的光功率与输入电信号的那些参数有关
光电信息技术实验一一光通信技术实验 实验4 数字光发端机的消光比测量 一、实验目的 L.了解数字光发端机的消光比的指标要求： 2.掌握数字光发端机的消光比的测试方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱 2.20M双踪示波器 3.光功率计(FC-FC单模尾纤) 4.信号连接线1根 三、基本原理 消光比指光发射端机的数字驱动电路送全“0”码，测得此时的光功率PO:给光发 射端机的数字驱动电路送全“1”码，测得此时的光功率P1,将PO、P1代入公式： E7=1oe骨e (式2.1.1) 即得到光发射端机的消光比。 实验测量结构示意图如下图所示： 自 编 全0 光发射 FC-FC 据 全1 端机 字 列 电光 图2.2.1平均光功率测试结构示意图 四、实验步骤 1.关闭系统电源，按照图2.2.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单 模尾纤、光功率计连接好(TX1550法兰输出通过尾纤接到光功率计)，注意收集好器件 的防尘帽。 2打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验-CM码设置”确认，即在PI01铆 11
光电信息技术实验――光通信技术实验 实验 4 数字光发端机的消光比测量 一、实验目的 1.了解数字光发端机的消光比的指标要求； 2.掌握数字光发端机的消光比的测试方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱 2.20M 双踪示波器 3.光功率计（FC-FC 单模尾纤） 4.信号连接线 1 根 三、基本原理 消光比指光发射端机的数字驱动电路送全“0”码，测得此时的光功率 P0；给光发 射端机的数字驱动电路送全“1”码，测得此时的光功率 P1，将 P0、P1 代入公式： 1 0 10 P P LgEXT （dB） （式 2.1.1） 即得到光发射端机的消光比。 实验测量结构示意图如下图所示： 图 2.2.1 平均光功率测试结构示意图 四、实验步骤 1.关闭系统电源，按照图 2.2.1 将 1550nm 光发射端机的 TX1550 法兰接口、FC-FC 单 模尾纤、光功率计连接好（TX1550 法兰输出通过尾纤接到光功率计），注意收集好器件 的防尘帽。 2.打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验- CMI 码设置” 确认，即在 P101 铆 电 光 自 编 数 据 序 列 光发射 端 机 TX1550 P 全 1 FC-FC 全 0 11
光电信息技术实验一一光通信技术实验 孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。 3.示波器测试P101聊孔波形，确认有相域的波形输出。 4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认有 相应的波形输出，调节w205即改变送入光发端机信号(TX1550)幅度最大（不超过 5V),记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入1550m光发端机，并转换成光 信号从TX1550法兰接口输出。 5.调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“mW”,设置拨码器Sw101为11111111， 读取此时光功率P1,即为1550m光发射端机在正常工作情况下，对于全1码的输出光 功率，记录码型和光功率。 6.拨码器SW101设置为00000000，W205保持不变，记录码型和对应的输出光功率P0。 7.将P0、P1代入公式2.1.1，算出此数字光端机的消光比EXT。 8关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验选用平台上的1550数字光端机，由于其一体化设计时作过处理，因此输 入全“0”时光功率计测不出光功率（极小)，即消光比为无穷，这里可让学生学会测试 方法。如实验箱选配有激光和探测器性能测试等模块，学生可用此模块进行测试（由于 此模块的好多参数都是可调节的，所以每个测试的结果可能不同)。 五、实验结果 1.记录数字光发射端机的消光比，标上必要的实验说明。 2.光纤通信系统中的消光比大小对系统传输特性有何影响？为什么
光电信息技术实验――光通信技术实验 12 孔输出 32KHZ 的 SW101 拨码器设置的 8 比特周期性序列，如 10001000。 3.示波器测试 P101 铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4.用信号连接线连接 P101、P203 两铆孔，示波器 A 通道测试 TX1550 测试点，确认有 相应的波形输出，调节 W205 即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度最大（不超过 5V），记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入 1550nm 光发端机，并转换成光 信号从 TX1550 法兰接口输出。 5.调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“mW”，设置拨码器 SW101 为 11111111， 读取此时光功率 P1，即为 1550nm 光发射端机在正常工作情况下，对于全 1 码的输出光 功率，记录码型和光功率。 6.拨码器 SW101 设置为 00000000，W205 保持不变，记录码型和对应的输出光功率 P0。 7.将 P0、P1 代入公式 2.1.1，算出此数字光端机的消光比 EXT。 8.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验选用平台上的 1550 数字光端机，由于其一体化设计时作过处理，因此输 入全“0”时光功率计测不出光功率（极小），即消光比为无穷，这里可让学生学会测试 方法。如实验箱选配有激光和探测器性能测试等模块，学生可用此模块进行测试（由于 此模块的好多参数都是可调节的，所以每个测试的结果可能不同）。 五、实验结果 1.记录数字光发射端机的消光比，标上必要的实验说明。 2.光纤通信系统中的消光比大小对系统传输特性有何影响？为什么？
光电信息技术实验一一光通信技术实验 实验5半导体LD光源的PI曲线绘制实验 一、实验目的 1.了解半导体激光器平均输出光功率与注入电流的关系： 2.掌握半导体激光器P!曲线的测试及绘制方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱（激光探测器性能测试模块） 2.20M双踪示波器 3.光功率计 4.电流表。 5.小平口螺丝刀 6.信号连接线1根 三、实验原理 1.半导体激光器的功率特性示意图： ·受澈 输入光信号 自发 辐射 输入电信号 图2.3.1激光器的功率特性示意图 半导体激光器的输出光功率P与驱动电流I的关系如图2.3.1所示，该特性有一个转 折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阀值电流），用h表示。在门限电流以下， 激光器工作于自发辐射，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 电流与电压的关系相似于正向二极管的特性，但由于双异质结包含两个PN结，所以在 正常工作电流下激光器两极间的电压为1.2V。 P!特性是选择半导体激光器的重要依据，在选择时，应选阀值电流I山尽可能小， 3
光电信息技术实验――光通信技术实验 实验 5 半导体LD光源的P-I曲线绘制实验 一、实验目的 1．了解半导体激光器平均输出光功率与注入电流的关系； 2．掌握半导体激光器 P-I 曲线的测试及绘制方法。 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱（激光/探测器性能测试模块） 2.20M 双踪示波器 3.光功率计 4.电流表。 5.小平口螺丝刀 6.信号连接线 1 根 三、实验原理 1．半导体激光器的功率特性示意图： p Ith I 自发 辐射 受激 辐射 输入电信号 输入光信号 半导体激光器的输出光功率 P 与驱动电流 I 的关系如图 2.3.1 所示，该特性有一个转 折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阀值电流），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，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 电流与电压的关系相似于正向二极管的特性，但由于双异质结包含两个 PN 结，所以在 正常工作电流下激光器两极间的电压为 1.2V。 P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据，在选择时，应选阀值电流 Ith 尽可能小， 图 2.3.1 激光器的功率特性示意图 13