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1、..wd.光纖通訊實驗課件實驗一P-I特點曲線的勾畫及光纖熔接站的使用一、實驗目的1、學習半導體激光器發光原理2、了解半導體激光器平均輸出光功率與注入電壓的關系3、掌握半導體激光器P-I曲線的測試及勾畫技巧4、了解光纖熔接站的操作方式二、實驗內容檢測半導體激光器功率和注入電壓，并畫出P-I關系曲線。使用光纖熔接站實現兩根光纖的熔接。三、實驗儀器示波器，RC-GT-III型光纖通訊實驗系統，光功率計，萬用表，光纖繼電器一臺。四、根本原理1、半導體激光器的功率特點及伏安特點圖1-1激光器的功率特點圖1-2激光器的伏安特點半導體激光器的輸出光功率與驅動電壓的關系如F7e物理好資源網(原物理ok網)

2、圖1-1所示，該特點有一個轉折點，相應的驅動電壓稱為門限電壓(或稱閥值電壓)，用Ith表示。在門限電壓以下，激光器工作于自發發射，輸出螢光功率很小，一般大于；在門限電壓以上，激光器工作于受迸發射，輸出激光，功率隨電壓迅速上升，根本上成直線關系。激光器的電壓與電流的關系相像于正向晶閘管的特點，如圖1-2所示，但因為雙異質結包含兩個PN結，所以在正常工作電壓下激光器兩極間的電流約為1.2V。閥值條件就是光諧振腔中維持光振蕩的條件。圖1-3LD半導體激光器P-I曲線示意圖半導體激光器具有高功率密度和極高量子效率的特性，微小的電壓變化會造成光功率輸出變化，是光纖通訊中最重要的一種光源F7e物理好資源網(原物理ok網)

3、，激光晶閘管可以看作為一種光學振蕩器，要產生光的振蕩，就必需要有光放大機制，也即激活介質處于粒子數反轉分布，并且形成的增益足以抵消所有的耗損。將開場出現凈增益的條件稱為閥值條件。通常用注入電壓值來標定閥值條件，也即閥值電壓Ith，當輸入電壓大于Ith時，其輸出光為非相干的螢光，類似于LED發出光，當電壓小于Ith時，則輸出光為激光，且輸入電壓和輸出光功率成線性關系，該實驗就是對該線性關系進展檢測，以驗證P-I的線性關系在實驗中所用到半導體激光器其輸出波長為，帶跳線及FC型插口。實驗中半導體激光器電壓確實定通過檢測串聯在電路中的R516上電流值。因為R516=1Q，電路中的驅動電壓在F7e物理好資源網(原物理ok網)

4、數值上等于R516兩端電流。五、實驗步驟第一局部：P-I特點曲線的勾畫：以下實驗步驟以光端機局部講解，即實驗箱一側的模塊。光端機局部與其一樣1、電路局部操作：1關掉系統電源，用實驗導線聯接模擬訊號源的正弦波輸出端口和光發送模塊的模擬訊號輸入端口。2將光發送模塊中的激光器注入電壓可調內阻R277逆秒針旋轉到頭即箭頭最小端，將輸入模擬訊號衰減調節阻值R258逆秒針旋轉到頭即箭頭最小端，使模擬驅動電壓抵達最小值及輸入訊號抵達最小值。3將單刀雙擲開關S200撥向模擬傳輸方向右側，短接尾纖J200，使光發模塊傳輸模擬訊號。2、光路局部操作：1將尾纖帽J200撥出，使F7e物理好資源網(原物理ok網)

5、其處于斷掉狀態，在檢測掛片NS201、NS200上串接上一電壓表。2在TX端用光尾纖聯接到光功率計，同時掀開光功率計電源開關。注意操作要當心3、翻開交流電源開關。4、調節電位器R258到適當位置，送入穩定的模擬訊號，便于激光器發送訊號。5、慢慢調節電位器R277使所測得的電壓為下表中數值，依次檢測對應的光功率值。并將測得的數據填入下表。序號、完實驗后關閉各交流電開關。7、拆下光尾纖及光功率計，拆到實驗導線，將實驗箱復原。8、將各儀器擺放整齊。第二局部：光纖熔接站的使用：1、取出光纖熔接站，接上電源。2、開機F7e物理好資源網(原物理ok網)

6、1）.取下監視器的保護蓋板2）.將監視器翻轉上來，調整好角度3）.掀開電源開關。使用交流電時開關撥向“-；使用直流電時開關撥向“0。4）.預熱20分鐘5）.按“清潔鍵，觀察顯示屏3、選擇模式，依照光纖的不同，可選擇SM多模和MM單模模式以及OTH自選模式4、制作光纖1）.將任一光纖用酒精擦洗之后從熱縮套管中穿過，用剝線鉗去除光纖刻蝕層，再度采用酒精擦洗2）.使用熔接站的光纖切割器進展光纖的切割，以避免光纖斷面出現缺口、裂縫、尖角或角度誤差對熔接形成影響。5、放置光纖1）.撩動手輪，使X、Y微動臺處于中間位置。2）.掀開防風罩，掀開左右光纖夾板，并檢測光纖有沒有發生扭曲。F7e物理好資源網(原物理ok網)

7、3）.將兩根光纖當心裝入左右V型槽頂部4）.關掉防風罩6、光纖對準1）.調節Z向手輪，聯通光纖使之步入屏幕中央2）.檢測光纖錐面是否垂直、平整。3）.按“CLEAN清除污垢和殘留物4）.聯通光纖至點火點，使兩端面向距1-2mm5）.調節X,Y測微頭，使兩根光纖互相靠攏6）.反復按“X/Y切換畫面，調節X,Y微測頭，使光纖互相靠攏7）.光纖對準后，觀察其錐面是否在點火點，并使兩光纖的錐面間隔在0.5-1mm之間7、光纖熔接1）.按下熔接鍵，進展光纖的熔接2）.熔接后進展觀察，是否熔接成功六、實驗結果1、分別畫出激光器和1550激光器的P-I曲線，并比較其F7e物理好資源網(原物理ok網)

8、異同處。2、整理所有實驗數據，參考圖1-1畫出P-I曲線。實驗二模擬/數字訊號電光、光電轉換傳輸實驗一、實驗目的1、了解模擬/數字光纖通訊的通訊原理2、掌握模擬/數字訊號的傳輸機理3、初步了解完整光纖通訊系統的根本組成構造二、實驗內容4、用示波器觀察各類傳輸訊號的波形5、使用實驗系統中提供的各類訊號進展光傳輸實驗三、實驗儀器示波器，RC-GT-III型光纖通訊實驗系統。四、根本原理本實驗主要使用光纖完成模擬訊號與數字訊號的傳輸，其原理如以以右圖測試端口光纖光發送元件模擬訊號源信號處理信號處柯尼卡承受元件模擬訊號光纖傳輸方法訊號處理光接收模塊光發送模塊訊號處理固F7e物理好資源網(原物理ok網)

9、定速度數字訊號源模塊光纖測試端口數字訊號光纖傳輸框圖五、實驗步驟以下實驗步驟以光端機局部講解，即實驗箱一側的模塊。光端機局部與其一樣模擬訊號傳輸局部1、關閉系統電源，把光尾纖分別聯接到1310的TX和RX端。2、將模擬訊號源模塊的正弦波或三角波、方波聯接到光發送模塊的模擬訊號輸入端口P203。3、把開關S200撥到模擬傳輸端，短接尾纖J200。4、翻開系統電源，用示波器在光承受模塊的模擬訊號輸出端口觀察輸出訊號。5、通過電位器R257調節直流份量電平及R242增益調節得到最正確傳輸的模擬訊號。6、用示波器觀測傳輸前后的波形數字訊號傳輸局部1、關閉系F7e物理好資源網(原物理ok網)

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10、統電源，把光尾纖分別聯接到1310的TX和RX端。2、將固定速度數字訊號源模塊的D1或D2、D3、FS、BS聯接到光發送模塊的數字訊號輸入端口P202。3、把開關S200撥到數字傳輸端。4、翻開系統電源，用示波器在光承受模塊的數字訊號輸出端口觀察輸出訊號。5、通過電位器R257調節裁定直流電平及R242增益調節得到最正確傳輸的數字訊號。6、用示波器觀測傳輸前后的兩波形。六、實驗結果1、畫出模擬訊號傳輸前后的波形2、畫出數字訊號傳輸前后的波形實驗三固定速度時分復用/解復用實驗一、實驗目的1、掌握集中插入幀同步碼時分復用訊號的幀構造特征。2、掌握固定速度時分復用的同步復接原F7e物理好資源網(原物理ok網)

11、理。3、掌握固定速度時分復用的數字分接原理。二、實驗儀器示波器物理實驗光纖通信報告，RC-GT-III型光纖通訊實驗系統。三、根本原理(一)數字復接的根本組成：在實際應用中，一般總是把數字復接器和數字分接器裝在一起弄成一個設備，稱為復接分接器(簡寫為)。在這兒我們首先討論數字復接器。數字復接器的根本組成如圖1-1所示。圖1-1數字復接器的根本組成數字復接器的作用是把兩個或兩個以上的大道數字訊號按量分復接形式合并成為單一的合路數字訊號。數字復接器由定時、調整和復接單元所組成。定時單元的作用是為設備提供統一的基準時間訊號，備有內部時鐘，也可以由外部時鐘推進。調整單元的作用是對各輸入大道數字F7e物理好資源網(原物理ok網)

12、信號進展必要的頻度或相位調整，產生與本機定時訊號完全同步的數字訊號。復接單元的作用是對已同步的大道訊號進展時間復接以產生合路數字訊號。復接方法：將低次群復接成高次群的方式有三種；逐比特復接，按碼字復接，按幀復接。在本實驗中，因為速度固定，信息流量不大，所以我們所應用的方法為按碼字復接，下邊我們把這些復接形式作簡單介紹。按碼字復接：對本實驗來說，速度固定，信息構造固定，每8位碼代表一“碼字。這些復接方法是按次序每次復接1個訊號的8位碼，輸入信息的碼字輪流被復接。復接過程是這樣的：首先取第一路信息的第一組“碼字，接著取第二路信息的第一組“碼字，再取第三信息的第一組“碼字，輪流將3個大道的第一組“碼F7e物理好資源網(原物理ok網)

13、字取值一次后再進展第二組“碼字取值，技巧依然是：首先取第一路信息的第二組碼，接著取第二路信息的第二組碼，再取第三路信息的第二組碼，輪流將3個大道的第二組碼取值一次后再進展第三組碼取值，依這種推，始終循環下去，這樣得到復接后的二次群序列，這些方法因為是按碼字復接，循環周期較長，所需緩沖儲存器的容量較大。(二)數字分接的根本組成：在實際應用中，一般總是把數字復接器和數字分接器裝在一起弄成一個設備，稱為復接分接器(簡寫為)。在這兒我們繼續討論數字分接器。數字分接器的根本組成如圖1-4所示。數字分接器的作用是把一個合路數字訊號分解為原先大道的數字訊號。圖1-3數字分接器的根本組成F7e物理好資源網(原物理ok網)

14、(三)所用實驗模塊的構造原理：本實驗使用固定速度訊號源，固定速度時分復用復接端插口及固定速度時分復用分接端插口三個模塊。(1)固定速度訊號源此模塊形成三路碼速度為64k的單極性不歸零碼NRZ，數字訊號幀長為8位，其中兩路可作為數字信息，每路8位物理實驗光纖通信報告，另外8位中的7位可作為為集中插入幀同步碼。通過撥碼開關，可以很便捷地改變要傳送的碼信息并由發光晶閘管顯示下來。(2)固定速度時分復用的復用端插口本實驗所用到的模塊組合是固定速度時分復用的復用端,這種模塊形成三路訊號時分復用后的訊號。(3)固定速度時分復用分接端插口分接端輸入單極性非歸零訊號，由位同步訊號提取電路和幀同步訊號形成器形成位同步時鐘訊號BS和幀同步訊號FS，通過BS、FS這把兩路數據訊號從時分復用訊號中離別下來，兩個8位的并行數據訊號，兩個并行訊號驅動16個發光三極管，右側8個發光晶閘管顯示第一路數據，右側8個發光晶閘管顯示第二路數據，晶閘管亮狀態表示“1，熄滅狀態表示“0。四、實驗內容與步驟以下實驗步驟以光端機局部講解，即實驗箱一側的模塊。15F7e物理好資源網(原物理ok網)