Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра телекоммуникационных систем 

 

 

 

 

ОПТИЧЕСКИЕ И РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ  СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Методические указания к лабораторным работам

для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

 

Алматы 2011

Составители: Е.Ю. Елизарова. Б.Б. Агатаева. Оптические и Радиорелейные системы передачи.  Методические указания к лабораторным работам (для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). – Алматы: АУЭС, 2011. - 30    с.

 

Методические указания, содержащие общие сведения о выполнении лабораторных работ, их оформлении и защите. В работе указаны описания установки  измерительной аппаратуры. Перед проведением лабораторной работы студент должен повторить  разделы, представленные в подготовке к работе. В каждой работе приведены функциональные  блок-схемы лабораторных установок, приведены контрольные вопросы, представлен список используемой литературы.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

Ил.  7   , табл.6  ,  библиогр. 5     назв.

  

Рецензент: канд. техн. наук. проф. Г.С. Казиева

  

Печатается по плану издания НАО «Алматинского университета энергетики и связи» на 2011 год.

 

©НАО « Алматинский  университет энергетики и связи» 2011 г.

 

Сводный план 2011 г. поз.  

1 Лабораторная работа. Исследование  поляризационных характеристик лазерного и светоизлучающего диодов

 

         Цель работы:

         -экспериментальное измерение зависимости коэффициента поляризации лазерного диода от тока накачки Iн;

         -экспериментальное измерение зависимости коэффициента поляризации светоизлучающего диода от тока накачки Iн.

 

1.1 Подготовка к работе

 Повторить разделы: Поляризация света. Источники оптического сигнала : ЛД и СИД их основные характеристики.

 

1.2 Описание лабораторной установки

 

а) электронный блок питания БП «Источник оптического излучения»;

б) электронный блок «Фотоприемник»;

в) лазерный диод ЛД1;

г) светоизлучающий диод СД;

д) поляризаторы П.

 

         1.3 Порядок выполнения работы

 

         Под поляризационной характеристикой понимается зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника от тока, протекающего через его pn переход (ток накачки Iн).

         1.3.1 Установить ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока питания БП «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки.

         1.3.2 Кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 5мА.

         1.3.3 С помощью соединительного кабеля подключить ЛД1 к блоку «Источник оптического излучения».

         1.3.4 Установить органы управления электронного блока «Фотоприемник» в исходное положение:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения – нажать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать;

         -кнопочный переключатель «пределы» выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах – в положение х10.

         1.3.5 С помощью соединительного кабеля подключить ФД1  к блоку. 1.3.6 Включить тумблеры «сеть» на лицевых панелях блоков «Источник оптического излучения» и «Фотоприемник». При этом загораются их подсветки.

         1.3.7 С помощью  потенциометров регулировки напряжения смещения на фотодиоде "грубо", "точно", расположенных на лицевой панели блока «Фотоприемник», установить его величину Uсм= 1.5v.

         1.3.8 Измерить зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от  тока накачки. Для этого выполнить следующие операции:

         а) повернуть ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока накачки в крайнее положение против часовой стрелки. При этом устанавливается нулевое его значение;

б) произвести калибровку усилителя фототока. Для этого нажать кнопочный переключатель «вкл» в окне «Оптическая мощность»  на лицевой панели блока «Фотоприемник» После этого с помощью потенциометра «установка нуля» на лицевой панели установить нулевые показания стрелочного прибора, измеряющего оптическую мощность. После выполнения всех операций  кнопку «вкл» отжать;

         в) изменять ток накачки Iн  от 0 до значения, при котором  стрелка измерительного прибора «оптическая мощность отн.ед.» на лицевой панели блока «Фотоприемник»  достигнет отметки 1  – кнопочный переключатель «пределы»– в положении х100. При каждом фиксированном значении Iн вращать поляризатор, расположенный между оптическим источником и фотодиодом, вокруг своей оси. При вращении поляризатора вокруг своей оси на угол, превышающий 180 градусов, в случае, если излучение источника поляризовано, показания прибора «оптическая мощность в отн. ед.» в окне «Оптическая мощность»  на лицевой панели блока «Фотоприемник», будут изменяться. Отметить минимальные (Р min)  и максимальные (Pmax ) показания измерительного прибора, соответствующее им значение тока накачки Iн  и занести их значения в таблицу 1. Измерения проводить, меняя ток накачки; с шагом, указанным преподавателем;

г) при переключении пределов изменения тока накачки, надо предварительно повернуть ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки Iн на лицевой панели электронного блока  «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом устанавливается нулевое его значение. После этого переключить предел изменения тока и установить необходимое его значение;

д) при переключении пределов измерения оптической мощности необходимо производить калибровку усилителя фототока в соответствии с пунктом (б); 

 

Т а б л и ц а  1- Зависимость коэффициента поляризации

излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от  тока накачки.

Iн      (мА)

2

5

10

15

20

Рmin   (от.ед. )

 

 

 

 

 

Рmax ( от.ед. )

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

         е) вычислить  величину модуля коэффициента поляризации для всех значений тока накачки и построить зависимость его от Iн  . Вычисления коэффициента поляризации производить по формуле

                                      q = (Рмак - Рмin) / (Рмак +  Рмin);

         ж) на построенном графике зависимости q (Iн ) отметить значение тока Iп2 соответствующее появлению поляризационных свойств у генерируемого источником излучения (резкое увеличение коэффициента поляризации).  

   

         1.4 Экспериментальное исследование поляризационных характеристик светоизлучающего диода

 

1.4.1 Установить ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока питания БП  «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. После этого выключить его питание тумблером «сеть». Выключить питание  блока «Фотоприемник» тумблером «сеть».

1.4.2 С помощью соединительного кабеля подключить светоизлучающий диод СД к блоку «Источник оптического излучения».

1.4.3 С помощью соединительного кабеля подключить ФД2 к блоку «Фотоприемник».

1.4.4 Включить тумблеры «сеть» на панелях «Источник оптического излучения» и «Фотоприемник».

1.4.5 Произвести измерения  и обработку результатов в соответствии с пунктом 1.4.8 данного описания.

 

1.5 Отчет по лабораторной работе должен содержать:

 

Блок-схему лабораторной установки. Таблицу с результатами измерений минимальной и максимальной мощности  источника  при изменении тока накачки. График зависимости коэффициента поляризации от тока накачки.

Сравнить изменения коэффициента поляризации от тока накачки (Iн) для различных источников света: лазерного диода и светоизлучающего диода. Представить причины резкого увеличения коэффициента поляризации. Ответить на контрольные вопросы.

 

1.6 Контрольные вопросы

 

1.6.1 Объяснить явление поляризации света.

1.6.2 Что такое поляризаторы и принцип их работы?

1.6.3 Объяснить разницу между поляризацией ЛД и поляризацией СИД?

1.6.4 Как зависит процесс поляризации света от тока накачки?

1.6.5 При каком условии происходит полная поляризация отраженного луча?

 

 

2 Лабораторная работа. Сравнительное исследование  ватт-амперных характеристик лазерного и светоизлучающего диодов

 

         Цель работы:

         -экспериментальное измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода;

         -экспериментальное определение тока накачки, соответствующего началу генерации оптического излучения и порогового тока лазерного диода;

         -экспериментальное измерение ватт-амперной характеристики светоизлучающего  диода;

         -сравнение ватт-амперных характеристик лазерного диода и светоизлучающего диода;

         -исследование зависимости чувствительности ФД и темнового тока Iт от напряжения смешения Uфд (дополнительное задание, проводится по указанию преподавателя);

         -измерение зависимости темнового тока Iт ФД от напряжения смешения Uсм (дополнительное задание, проводится по указанию преподавателя).

 

2.1 Подготовка к работе

 

 Повторить разделы: Источники излучения и их ватт-амперные характеристики.

 

2.2 Описание лабораторной установки

 

а) электронный блок питания БП «Источник оптического излучения»;

б) электронный блок «Фотоприемник»;

в) лазерный диод ЛД1;

г) светоизлучающий диод СД;

д) поляризаторы П.

 

         2.3 Порядок выполнения работы

 

         Под ватт-амперной характеристикой понимается зависимость мощности, излучаемой оптическим источником, от тока, протекающего через его pn переход (ток накачки Iн).

         2.3.1 Установить ручки потенциометров регулировки тока накачки положение против часовой стрелки.

         2.3.2 Кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 25мА.

         2.3.3  Подключить ЛД1 к блоку «Источник оптического излучения». 2.3.4 Установить «Фотоприемник» в исходное положение:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения – нажать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать;

         -кнопочный переключатель «пределы» выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах – в положение х100.

         2.3.5 С помощью соединительного кабеля подключить ФД1  к блоку.

         2.3.6 Включить тумблеры «сеть» на лицевых панелях блоков «Источник оптического излучения» и «Фотоприемник».

         2.3.7 С помощью  потенциометров регулировки напряжения смещения на фотодиоде "грубо", "точно" установить его величину Uсм= 7v.

         2.3.8 Установить максимальную величину тока накачки Iн лазерного диода ЛД1, обеспечивающую измерение его ватт-амперной характеристикой.  Это достигается  поворотом поляризатора П, расположенного между ЛД1 и ФД1. В данном эксперименте поляризатор выполняет роль аттенюатора. Выполнить следующие операции:

а) произвести калибровку усилителя фототока. Для этого нажать кнопочный переключатель «вкл» в окне «Оптическая мощность»  на лицевой панели блока «Фотоприемник» После этого с помощью потенциометра «установка нуля» на лицевой панели установить нулевые показания стрелочного прибора, измеряющего оптическую мощность. После выполнения всех операций  кнопку «вкл» отжать;

         б) на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» установить значение тока накачки Iн лазерного диода, при котором стрелка измерительного прибора в окне «Оптическая мощность, отн. ед» на лицевой панели «Фотоприемника» установится  на отметку «1»;

         в) если значение тока накачки лазерного диода Iн < 20 мА следует вращать поляризатор П вокруг своей оси по направлению, в котором происходит уменьшение показаний измерительного прибора в окне «Оптическая мощность, отн. ед» на лицевой панели «Фотоприемника». Вращением поляризатора установить стрелку измерительного прибора на отметку 0,75;

         г) повторять операции, описанные в пунктах (б) и (в) до тех пор, пока не будет установлено значение тока Iн > 20 мА. После этого можно приступать к измерению ватт-амперной характеристики ЛД1.

         2.3.9 Произвести измерение ватт-амперной характеристики оптического источника. Процесс измерения аналогичен для ЛД1 и СД. Поэтому ниже тип источника не указывается.  Выполнить следующие операции:

a)                повернуть ручки потенциометров блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом устанавливается нулевое его значение. Переключить предел изменения тока накачки на лицевой панели  блока «Источник оптического излучения», установив его равным (0 –5)мА;

b)               установить кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в положение х1 (максимальная чувствительность). Произвести калибровку усилителя фототока в соответствии с пунктом (а);

c)                изменяя ток накачки от 0 до 5мА, снять зависимость оптической мощности Р в относительных единицах от Iн. Отметить значение Iн, соответствующее началу генерации. Ток накачки изменять с шагом, указанным преподавателем. Данные измерений занести в таблицу 2;

d)               повернуть ручки потенциометров регулировки Iн на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. После этого переключить предел изменения тока накачки установив его равным (0 –25)мА;

e)                продолжить измерения ватт-амперной характеристики.  При необходимости переключения пределов измерения оптической мощности (с помощью кнопочного пекреключателя пределы на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник») необходимо производить калибровку усилителя фототока в соответствии с пунктом 2.4.8. (а). Данные измерений занести в таблицу 2. Закончить измерения следует при достижении стрелки измерительного прибора «оптическая мощность отн.ед.» отметки 1 при минимальной чувствительности; – кнопочный переключатель «пределы» – в положении х100.

 

Т а б л и ц а 2-Ватт-амперная характеристика оптического источника

Iн    (мА)

 

 

 

 

 

Р   (от.ед.)

 

 

 

 

 

 

         Произвести измерение ватт-амперной характеристики светоизлучающего диода, в соответствии с пунктом 2.3.9 данного описания.

 

2.4 Экспериментальные исследования

 

2.4.1 По измеренным значениям построить зависимость оптической мощности Р от тока накачки Iн

 По построенным зависимостям определить:

         -значения токов накачки ЛД1 и СД, соответствующие началу генерации;

         -значение порогового тока Iп1, соответствующее излому ватт-амперной характеристики лазерного диода.   

         -качественные отличия ватт-амперных характеристик ЛД1 и СД.

 

         2.5  Измерение зависимости чувствительности ФД и темнового тока Iт от напряжения смешения Uфд (дополнительное задание, проводится по указанию преподавателя).

        

         Значения оптической мощности, попадающей на чувствительную площадку фотодиода, и его тока прямо пропорциональны друг другу. Поскольку характеристика усилителя фототока линейна, чувствительность ФД  будет пропорциональна напряжению на его выходе. Это напряжение фиксируется (в относительных единицах) стрелочным измерительным прибором в окне «Оптическая мощность, отн. ед» на лицевой панели «Фотоприемника».  Изменение чувствительности при изменении напряжения смещения имеет тот же закон, что и изменение напряжения на выходе усилителя. Измерения проводятся для любого из двух источников оптического излучения –ЛД1 или СД и соответствующего ему фотодиода – ФД1 или ФД2. Для измерения зависимости чувствительности ФД от напряжения смешения Uфд выполнить следующие операции:

         2.5.1 Установить значение тока накачки Iн=10мА на лицевой панели блока   «Источник оптического излучения». Если при этом требуется переключить пределы изменения тока накачки, перед нажатием кнопки выбора предела необходимо повернуть ручки потенциометров «грубо», «точно» в крайнее положение против часовой стрелки.  Контроль тока производится с помощью стрелочного прибора на лицевой панели. После этого величину Iн не изменять, что соответствует постоянному уровню излучаемой мощности.

         2.5.2 Изменяя напряжение смещения ФД от 1,5V до максимально возможного значения (10V) с шагом, указанным преподавателем, снять зависимость оптической мощности Р от напряжения смещения Uсм. Величины Uсм и Р определяются по показаниям стрелочных приборов на лицевой панели блока «Фотоприемник» в окнах «Напряжение смещения» и  «Оптическая мощность в отн. ед.». Данные измерений занести в таблицу 3.

         2.5.3 Для определения оптической мощности Р при напряжении смещения Uсм=0 (гальванический режим работы фотодиода) следует отжать кнопочный переключатель «вкл» в окне «Напряжение смещения» блока «Фотоприемник». При этом на фотодиод не подается напряжение смещения (Uсм=0 ). После проведения данного измерения кнопку «вкл» нажать. Данные измерений занести в таблицу 3.

 

Т а б л и ц а 3 - Зависимость чувствительности фотодиода от напряжения смещения

Uсм    (В )

 

 

 

 

 

Р(от.ед. )

 

 

 

 

 

S/Smax

 

 

 

 

 

 

          Вычислить нормированную зависимость чувствительности от напряжения смещения на фотодиоде. Поскольку спектральная чувствительность S  изменяется также, как измеряемая оптическая мощность, величину S/Smax можно определить следующим образом:

                            S/Smax = Р/Рmax.

Здесь Рmax – максимальное значение оптической мощности, которое было получено в результате измерений.

         Построить зависимость S/Smax от Uсм и по ней определить оптимальное значение напряжения смещения, соответствующее максимальной величине напряжения на выходе усилителя (Uсм 0).

 

         2.6 Измерение зависимости темнового тока Iт ФД от напряжения смешения Uсм (дополнительное задание, проводится по указанию преподавателя).

         Поскольку характеристика усилителя фототока линейна, темновой ток Iт фотодиода  будет пропорционален напряжению на его выходе. Это напряжение фиксируется (в относительных единицах) стрелочным измерительным прибором в окне «Оптическая мощность, отн. ед» на лицевой панели «Фотоприемника».  Изменение темнового тока при изменении напряжения смещения имеет тот же закон, что и изменение напряжения на выходе усилителя. Измерения проводятся для любого из двух фотодиодов – ФД1 или ФД2. Для измерение зависимости  темнового тока ФД от напряжения смешения Uфд выполнить следующие операции:

         2.6.1 Повернуть ручки потенциометров против часовой стрелки. После этого выключить его питание тумблером «сеть».

         2.6.2 Отжать кнопочный переключатель «вкл» в окне «Напряжение смещения» блока «Фотоприемник». При этом на фотодиод не подается напряжение смещения (Uсм=0).

         2.6.3 Установить предел измерения оптической мощности  с помощью кнопочного переключателя «пределы» в окне «Оптическая мощность, отн. ед» на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник», при котором наблюдается заметное отклонение стрелки измерительного прибора «Оптическая мощность, отн. ед». При необходимости провести калибровку усилителя фототока. Занести значение измеренной оптической мощности в таблицу 3, в графу Uсм=0. После проведения данного измерения кнопку «вкл» в окне «Напряжение смещения» блока «Фотоприемник» нажать.

2.6.4 Изменяя напряжение смещения ФД от 1,5V до  максимально возможного значения с шагом, указанным преподавателем, снять зависимость оптической мощности в относительных единицах (в этом случае она пропорциональна темновому току Iт) от напряжения смещения  Uсм . Данные измерений занести в таблицу 4.

 

Т а б л и ц а  4 - Зависимость темнового тока Iт ФД от напряжения     смешения Uсм.

Uсм    (В )

 

 

 

 

 

Р( от.ед. )

 

 

 

 

 

Iт/ Iт мах    

 

 

 

 

 

 

Вычислить зависимость нормированного значения темнового тока от напряжения смещения на фотодиоде. Поскольку темновой ток изменяется также, как измеряемая оптическая мощность, величину  Iт/Iтмах     можно определить следующим образом

                             Iт/ Iт мах     = Р/Рmax.

Здесь Рmax – максимальное значение оптической мощности, которое было получено в результате измерений.

Построить зависимость  Iт/ Iт мах     от Uсм.

 

1.7 Отчет по лабораторной работе должен содержать:

 

Блок-схему лабораторной установки. Таблицы с результатами измерений. Ватт-амперную характеристику. Графики зависимостей.

Произвести качественное сравнение ВАХ оптических источников  СИД и ЛД. Объяснить условие возникновения генерации. Ответить на контрольные вопросы.

 

2.12 Контрольные вопросы

2.12.1 Как называется источник, в котором преобладает спонтанное излучение?

2.12.2 Дать характеристику СИД и ЛД?

2.12.3 Их достоинства и недостатки?

2.121.4 Чему равна ширина спектра СИД?

2.12.5 Чему равна ширина спектра ЛД?

2.12.6 Дать определение темнового тока

2.12.7 Как зависит оптическая мощность от напряжения смещения в ФД?

 

        

3 Лабораторная работа  Исследование  степени когерентности лазерного диода

 

         Цель работы:

         -изучить зависимость степени когерентности излучения ЛД от тока накачки по анализу распределения интенсивности в поперечном сечении волоконных световодов, возбуждаемых ЛД;

         -определить причину появления модовых шумов в волоконно-оптической линии связи;

         -исследовать модовый состав волоконных световодов по распределению интенсивности в их поперечном сечении.

 

3.1 Подготовка к работе

 

 Повторить разделы: Когерентность излучения ЛД, ток накачки, модовые шумы.

 

3.2 Описание лабораторной установки

 

а) электронный блок питания БП «Источник оптического излучения»;

б) лазерный диод ЛД2;

в) юстировочные устройства ЮУ1 и ЮУ2;

г) многомодовый  волоконный световод ВС;

д) телекамера с микрообъективом;

е) черно-белый монитор;

ж) телевизионный осциллограф

        

3.3 Порядок выполнения работы

 

         Исследовать модовый состав волоконных световодов по распределению интенсивности в их поперечном сечении.

         Лабораторная установка приведена на рисунке 1.

 

Рисунок 1

 

         3.3.1 Установить:         

         -ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на панели блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 25мА;

         -с помощью соединительного кабеля подключить ЛД  к блоку «Источник оптического излучения».

         3.3.2 Включить тумблер «сеть».

         3.3.3 Включить питание монитора М и телекамеры ТК. При этом после его прогрева наблюдается слабое свечение экрана монитора.

         3.3.4 С помощью потенциометров "грубо", "точно", расположенных на лицевой панели блока «Источник оптического излучения», установить значение тока накачки лазерного диода Iн= 15мА. Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.

         3.3.5 Выходной торец световода расположен напротив микрообъектива телекамеры. Оба элемента закреплены во втором юстировочном устройстве. Добиться четкого изображения на экране монитора.

         3.3.6 Исследуемый в данном эксперименте лазерный диод расположен  в узле юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющем угловое перемещение. Добиться появления на выходном торце световода светового пятна, которое наблюдается на экране монитора. Регулировку положения источника и входного торца световода производить методом последовательных приближений, добиваясь максимальной яркости наблюдаемого пятна.

         3.3.7 При правильном выполнении всех юстировочных операций на экране монитора наблюдается распределение интенсивности в поперечном сечении исследуемого световода. Может оказаться, что яркость изображения черезмерно высока, что затрудняет наблюдение деталей изображения. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Для этого необходимо сместить входной торец световода относительно ЛД2. Смещение может производиться как с помощью микрометрических винтов УВ1, УГ1 (по углу ввода излучения в световод), так и с помощью микрометрических винтов ЛПП1, ЛВ1 (линейное смещение торца световода относительно источника). Используя эти возможности, добиться появления на экране монитора спекловой структуры  - в пределах засвеченной световодом области должны наблюдаться отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.

         3.3.8 После выполнения всех юстировочных операций, не меняя пределов изменения тока накачки, уменьшить его до нуля, установив ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом светящееся пятно на экране монитора исчезнет, так как генерация излучения отсутствует.

         3.3.9 Плавно увеличивать величину тока накачки с помощью потенциометров «грубо», «точно» и следить за возникающим светящимся пятном на экране монитора. При токе накачки Iн  меньшим порогового значения, определенного ранее при выполнении предыдущих лабораторных работ, на экране монитора должно наблюдаться светящееся пятно с равномерной засветкой. Картина стабильна, что свидетельствует об отсутствии интерференции между различными модами световода.

         3.3.10 Дальнейшее увеличение тока накачки должно привести к появлению на экране монитора спекловой структуры  - в пределах засвеченной световодом области должны наблюдаться отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.

         3.3.11 Зафиксировать значение тока накачки  Iп3 , которое соответствует появлению спекловой структуры излучения из торца световода. Сравнить измеренное значение с величиной порогового тока Iп1  и  величиной Iп2 , соответствующей появлению поляризационных свойств лазерного излучения. Эти величины были определены ранее в лабораторных работах 1 и 2. Все три значения токов должны совпадать в пределах точности эксперимента.

         3.3.12 Уменьшить  до нуля значение тока накачки Iн , установив ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом светящееся пятно на экране монитора исчезнет, так как генерация излучения отсутствует.

         3.3.13 Проанализировать распределение интенсивности в поперечном сечении многмодового световода по картине, наблюдаемой на экране монитора. Изменяя угловое положение источника оптического излучения относительно торца входного световода с помощью микрометрических винтов УВ1 и УГ1 юстировочного устройства ЮУ1, проследить за изменением распределения интенсивности в поперечном сечении, наблюдаемом на экране монитора. Зарисовать качественно все возможные картины распределения, которые могут быть получены при изменении положения входного торца световода относительно источника излучения.

 

         3.4 Исследование зависимости степени когерентности излучения ЛД от тока накачки по анализу распределения интенсивности в поперечном сечении волоконного световода

 

Оценка степени когерентности излучения оптического источника производится по контрасту спекловой структуры, наблюдаемой на торце световода, возбужденного исследуемым источником. Оценка может приводится по анализу картины излучения многомодового световода. Для анализа картины излучения используется осциллограф с блоком  выделения строки ( осц и БВС ). В этом случае осциллограмма, наблюдаемая на экране осциллографа, повторяет закон распределения интенсивности в поперечном сечении. На рисунке 2 показано качественное изображение светящегося торца световода, наблюдаемого на экране монитора, и отмечены выделяемые строки изображения. Здесь же приведены соответствующие выделяемым строкам осциллограммы, наблюдаемые на экране осциллографа. Изменяя положение выделяемой строки с помощью кнопок «,» на лицевой панели БВС, можно просканировать изображение, наблюдаемое на экране монитора, по вертикали ( см.рисунок 2). Качественная оценка степени когерентности излучения лазерного диода ЛД2 может производится с помощью

многомодового световода. 

        

         3.5.1 Включить питание осциллографа, блока выделения строки и монитора.

         3.5.2 Установить выделяемую строку в центр изображения на экране монитора. Для этого нажать кнопку «+» на лицевой панели БВС. Положение выделяемой строки отмечается на экране монитора светлой линией. При необходимости для удобства проведения измерений изменить положение выделяемой строки с помощью кнопок «,» на лицевой панели БВС.

         3.5.3 Измерить степень когерентности следует по контрасту интерференционной картины, наблюдаемой на экране монитора. Она является результатом интерференции отдельных мод световода, каждая из которых попадает на торец, пройдя отличный от других путь. Следует помнить, что любая, даже самая незначительная деформация световода, приводит к изменению этого пути, что приводит к изменению результата интерференции. В результате интерференционная картина не остается стабильной, поэтому при проведении измерений следует стремиться к исключению воздействий на исследуемый световод. Выполнить следующие операции:

         3.5.3 Установить значение тока накачки лазерного диода равным 20мА с помощью потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения». Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели. При этом его излучение становится заведомо когерентным и на экране монитора должна наблюдается спекл-картина.                       

         3.5.4 На экране осциллографа при этом должна наблюдается осциллограмма, примерный вид которой показан на рисунке 3.а. Если наблюдается чрезмерный контраст изображения, виду осциллограммы   соответствует рисунок 3.б. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Для этого необходимо сместить входной торец световода относительно ЛД2 . Смещение может производиться как с помощью микрометрических винтов УВ1, УГ1 (по углу ввода излучения в световод), так и с помощью микрометрических винтов ЛПП1, ЛВ1 (линейное смещение торца световода относительно источника). Используя эти возможности, добиться появления осциллограммы, соответствующей рисунку 3.а.

 

Рисунок 3

 

 

 

3.5.5 Ручкой «В/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения вертикальный масштаб изображения. В дальнейших измерениях положение ручки не менять.

         3.5.6 Ручкой «сек/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения горизонтальный масштаб изображения.

3.5.7 Отметить на осциллограмме положение уровня «черного» (рисунок 3.а) и отсчитать от него уровень, соответствующий минимальной рmin и максимальной рmax яркости изображения в пределах светящегося пятна на торце световода. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Данные измерений занести в таблицу 5.

Занести значение Iн в первую графу таблицы 5.

 

Т а б л и ц а 5 - Измерение степени когерентности лазерного диода.

Iн (мА)

15 мА

 

 

 

рmin (дел)

 

 

 

 

рmах (дел)

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

3.5.8 Изменять величину тока накачки в сторону уменьшения с шагом, указанным преподавателем. При каждом фиксированном значении Iн определять  рmin и рmax. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Данные измерений занести в таблицу 4. При уменьшении тока накачки яркость изображения также уменьшается. При необходимости увеличить яркость изображения за счет увеличения мощности, вводимой в световод.

3.5.9 По данным измерений вычислить величину степени когерентности по формуле:

                            γ = (рmax - рmin )/ (рmax + рmin ).

 

и построить зависимость γ(Iн).

 

         3.6 Выводы по лабораторной работе:

Обратить внимание студентов на причину появления модовых шумов в волоконно оптических линиях связи, получить навыки работы с юстировочным устройством ЮУ1, ЮУ2;  сделать выводы по анализу распределения интенсивности в поперечном сечении волоконных световодов.

 

         3.7 Контрольные вопросы

         3.7.1 Какой параметр принято характеризовать как «Эффективность инжекции»?

         3.7.2 Пояснить понятие «Внутренняя квантовая эффективность»?

         3.7.3 Как меняется эффективность инжекции hэф за счет роста тока накачки?

         3.7.4 Немонохроматическое излучение свойственно для СИД или ЛД, пояснить?

         3.7.5  Причина возникновения модовых шумов?

4 Лабораторная работа 4. Исследование процессов импульсной модуляции лазерного диода

 

         4.1 Цель работы:

         -исследование процесса модуляции интенсивности лазерного диода и влияния на форму оптического сигнала положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике;

         -исследование зависимости коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике;

         -исследование зависимости коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от напряжения смещения фотодиода.

 

4.2  Подготовка к работе

 Повторить разделы: импульсная модуляция лазерного диода.

 

4.3 Описание лабораторной установки:

а) электронный блок «Источник оптического сигнала»;

б)  «Фотоприемник»;

в)  многомодовый  волоконный световод ВС;

д)  телевизионный осциллограф.

 

4.4 Порядок выполнения работы

         4.4.1 Установите в исходное положение органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала»:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 – в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I0 – нажать;

         -кнопочный переключатель «ручная установка» тока  I0 – отжать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I1 – нажать;

         -кнопочный переключатель «вкл»  включения внешнего источника сигнала модулирующего аналогового сигнала – отжать;

         -ручку потенциометра «Дисперсионные искажения» - в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопку «вкл» включения генератора шума – отжать;

         -ручку потенциометра «Уровень шума» - в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопку «вкл» включения источника сигнала модулирующего аналогового сигнала – отжать;

            -ручку потенциометра «Амплитуда» - в крайнее положение против часовой стрелки,  включить тумблер «сеть».

         4.4.2 Установите органы управления электронного блока «Фотоприемник» в исходное положение:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл»  напряжения смещения – нажать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать;

         -кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах – в положение х 100, включить тумблер «сеть».  

-ручками потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения установить его значение по стрелочному прибору на лицевой панели равное Uсм = 3 V.

         4.4.3 При необходимости соедините оптический выход электронного блока «Источник оптического сигнала» с оптическим входом электронного блока «Фотоприемник» с помощью одномодового волоконного шнура (желтый цвет защитной оболочки).

         4.4.4 С помощью коаксиальных кабелей, входящих в состав лабораторного макета, выполните следующие соединения:

         -гнездо «кт 3» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом первого канала осциллографа;

         -гнездо «синхронизация осциллографа» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом  канала синхронизации осциллографа;

         -гнездо «вых» на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» соедините со входом второго канала осциллографа.

         4.4.5 Используя результаты исследования ватт-амперной характеристики, полученные в предыдущей работе, установить с помощью потенциометров «грубо», «точно» на лицевой панели блока «Источник оптического сигнала» значение тока I0, равное пороговому значению (I0 = Iп).

         4.4.6 Плавно увеличивать значение I1 с помощью вращения по часовой стрелке ручек потенциометров «грубо», «точно» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала». При этом ток накачки лазерного диода и излучаемая им оптическая мощность модулированы импульсным сигналом. Величина  I1 определяет амплитуду этого сигнала. Используя органы управления разверткой осциллографа (период развертки, усиление, центровка изображения по горизонтали и вертикали), получить устойчивое изображение сигнала модуляции на первом канале осциллографа.

         4.4.7 Установить переключатель «В/дел» второго канала  в положение 0,5. С помощью потенциометров «грубо», «точно», регулирующих величину тока I1 (вращая их по часовой стрелке и увеличивая тем самым его величину),  установить значение тока I1, обеспечивающее появление сигнала на выходе фотоприемника. Затем, увеличивая значение тока I1, доведите значение амплитуды принимаемого оптического сигнала до максимально возможного значения. При необходимости менять положение переключателя «В/дел» второго канала. Примерный вид осциллограммы показан на рисунке 5.

         4.4.8 Для удобства дальнейших измерений с помощью регулировки вертикального положения сигнала 1 канала (↨) переместить его за пределы экрана. На экране наблюдается сигнал 2 канала, поступающий с выхода электронного блока «Фотоприемник».

         4.4.9 Установить на экране осциллографа нулевую отсчетную линию, соответствующую нулевому току фотодиода. Для этого выполнить следующие операции:

         -установить ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока I1 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом амплитуда модулирующего сигнала равна нулю – модуляция отсутствует;

         -на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать. При этом вход усилителя фототока соединяется с землей, что соответствует нулевому значению тока фотодиода. Следует запомнить положение отсчетной линии на экране;

         -на экране осциллографа наблюдается прямая линия. С помощью регулировки вертикального положения сигнала 2 канала (↨) переместить ее в положение, совпадающее с нижней линией градуировочной сетки, нанесенной на экране осциллографа (сплошная линия на рисунке 5);

         -нажать кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – при этом линия, соответствующая сигналу на втором канале осциллографа, переместиться вверх. В данном случае положение отсчетной линии определяется темновым током фотодиода Iт (сигнал модуляции отсутствует, и значение тока I0 выбрано равным пороговому значению).

         4.4.10 Плавно увеличить значение I1 с помощью вращения по часовой стрелке ручек потенциометров «грубо», «точно» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» до получения максимальной амплитуды сигнала. Контроль производится по экрану осциллографа.

         4.4.11 Исследовать зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным сигналом от величины тока I0. Для этого выполнить следующие операции:

         -с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки амплитуды модулирующего тока I1 на лицевой панли электронного блока «Источник оптического сигнала» установить ее значение I1 = 20 мА;

         - с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» установить текущее его значение;

         -откорректировать величину I1, которая может измениться за счет работы схемы стабилизации положения рабочей точки;

         -по наблюдаемой на экране осциллограмме произвести отсчет величин Рmin и Рмах (рисунок 7), которые соответствуют минимальному и максимальному уровням фиксируемого фотодиодом сигнала;

         -данные измерений занести в таблицу 5;

         -повторить измерения для всех значений I0, указанных преподавателем.

                  

 

Т а б л и ц а 5 - Зависимость коэффициента модуляции от тока I0 .

I0 (мА)

 

 

 

 

Рmin (мм)

 

 

 

 

Рmах (мм)

 

 

 

 

M

 

 

 

 

        

         4.4.12 По экспериментальным данным вычислить значение коэффициента модуляции по формуле

 

                   m = ( Рmах - Рmin ) / ( Рmах + Рmin ).

 

         4.4.13 Построить зависимость коэффициента модуляции m от тока I0.

         4.4.14 Исследовать зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным сигналом от  напряжения смещения на фотодиоде Ucм. Для этого выполнить следующие операции:

         -установить значение тока I0 , равное пороговому с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала»;

         -установить значение амплитуды модулирующего тока I1 = 20мА  с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки амплитуды модулирующего тока I1 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала»;

         -установить ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения фотодиода на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» в крайнее положение против часовой стрелки;

         -отжать кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник». При этом на фотодиод не подается напряжение смещения, и он работает в гальваническом режиме;

         -по наблюдаемой на экране осциллограмме произвести отсчет величин Рmin и Рмах (рисунок 7), которые соответствуют минимальному и максимальному уровням фиксируемого фотодиодом сигнала;

         -данные измерений занести в таблицу 6 для  Uсм =0;

         -нажать кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник». При этом на фотодиод  подается напряжение смещения;

         -изменяя Uсм от минимально возможного (соответствующего повороту ручек потенциометров «грубо», «точно» в крайнее положение против часовой стрелки) до 5 V с шагом, указанным преподавателем, произвести измерение величин Рmin и Рмах для всех значений Uсм. Данные измерений занести в таблицу 6.

 

Т а б л и ц а 6 - Зависимость коэффициента модуляции от напряжения смещения Uсм .

Uсм (V)

 

 

 

 

Рmin (мм)

 

 

 

 

Рmах (мм)

 

 

 

 

M

 

 

 

 

        

         4.4.15 По экспериментальным данным таблицы 6 вычислить значение коэффициента модуляции по формуле, приведенной в пункте 4.4.12.

         4.4.16 Построить зависимость коэффициента модуляции m от напряжения смещения на фотодиоде Ucм.

         4.4.17 Установить значение величин I0 и I1 заданных преподавателем.  С помощью регулировки вертикального положения сигнала 1 канала (↨) вывести сигнал модуляции на экран. Органы регулировки положения сигнала на втором канале должны при этом оставаться в исходном положении, чтобы не изменилось положение нулевого отсчетного уровня. Зарисуйте осциллограммы модулирующего сигнала, наблюдаемого по первому каналу и принимаемого фотоприемником сигнала, наблюдаемого по второму каналу. На осциллограмме отметить положение нулевого уровня.

         4.4.18 После проведения измерений используемые приборы отключить.

         4.5 Выводы по лабораторной работе:

обратить внимание студентов на формы полученных кривых с выхода фотоприемника при различной интенсивности лазерного диода.

         4.6 Контрольные вопросы:

4.6.1      Дать определение импульсной модуляции ЛД.

4.6.2      Пояснить определение «рабочая точка».

4.6.3     Как влияет модуляция интенсивности лазерного диода на форму оптического сигнала и положение рабочей точки на ватт-амперной характеристике?

4.6.4     Как зависит коэффициент модуляции интенсивности лазерного диода от положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике? 

 

         5 Лабораторная работа 5. Исследование процессов аналоговой модуляции лазерного диода

 

         5.1 Цель работы:

         -исследование процесса модуляции интенсивности лазерного диода и влияния на форму оптического сигнала положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике;

         -исследование зависимости коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике.

5.2  Подготовка к работе.

 Повторить раздел аналоговая модуляция лазерного диода.

 

5.3 Описание лабораторной установки:

а) электронный блок «Источник оптического сигнала»;

б)  «Фотоприемник»;

в)  многомодовый  волоконный световод ВС;

д)  телевизионный осциллограф.

 

         5.4 Порядок выполнения работы

         5.4.1 Соедините оптический выход электронного блока «Источник оптического сигнала» с оптическим входом электронного блока «Фотоприемник» с помощью одномодового волоконного шнура (желтый цвет защитной оболочки) .

         5.4.2 Установите в исходное положение органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала»:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 – в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I0 – нажать;

         -кнопочный переключатель «ручная установка» тока  I0 – отжать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I1 – отжать;

         -кнопочный переключатель «вкл»  включения внешнего источника сигнала модулирующего аналогового сигнала – отжать.

         -ручку потенциометра «Дисперсионные искажения» - в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопку «вкл» включения генератора шума – отжать;

         -ручку потенциометра «Уровень шума» - в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопку «вкл»  включения источника сигнала модулирующего аналогового сигнала – нажать;

         -ручку потенциометра «Амплитуда» - в крайнее положение против часовой стрелки;

         -включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка.

         5.4.3 Установите органы управления электронного блока «Фотоприемник» в исходное положение:

         -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения – нажать;

         -кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать;

         -кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах – в положение х 100;

         -включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка;

         -ручками потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения установить его значение по стрелочному прибору на лицевой панели равное Uсм = 3 V.

         5.4.4 С помощью коаксиальных кабелей, входящих в состав лабораторного макета, выполните следующие соединения:

         -гнездо «кт 3» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом первого канала осциллографа;

         -гнездо «синхронизация осциллографа» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом  канала синхронизации осциллографа;

         -гнездо «вых» на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» соедините со входом второго канала осциллографа.

         5.4.5 С помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» установить текущее его значение I0 = 10мА.

         5.4.6 Установить на экране осциллографа нулевую отсчетную линию для сигнала на втором канале осциллографа. Она соответствует нулевому току фотодиода. Для этого выполнить следующие операции:

         -повернуть установку ручки потенциометра «Амплитуда»  на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом амплитуда модулирующего сигнала равна нулю – модуляция отсутствует;

         -на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – нажать. При этом вход усилителя фототока соединяется с землей, что соответствует нулевому значению тока фотодиода.

         -на экране осциллографа наблюдается прямая линия. С помощью регулировки вертикального положения сигнала 2 канала (↨) переместить ее в положение, совпадающее с нижней линией градуировочной сетки, нанесенной на экране осциллографа. Следует запомнить положение отсчетной линии на экране;

         -нажать кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника – при этом линия, соответствующая сигналу на втором канале осциллографа, переместиться вверх. В данном случае положение отсчетной линии определяется темновым током фотодиода Iт и постоянным уровнем излучения лазерного диода, который определяется током I0 = 10мА.

         5.4.7 Вращая по часовой стрелке ручку потенциометра «Амплитуда» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала», добиться появления синусоидальных сигналов на первом и втором каналах осциллографа. Установить максимальную амплитуду аналогового сигнала, повернув ручку потенциометра до упора. По первому каналу наблюдается модулирующий сигнал, по второму – сигнал с выхода фотоприемника. Зарисовать осциллограммы сигналов. Для сигнала с выхода фотоприемника (второй канал) обязательно отметить нулевой уровень.

         5.4.8 Уменьшая с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» его значение, добиться появления искажений сигнала на выходе фотоприемника. Зарисовать осциллограммы сигналов с отметкой нулевого уровня для сигнала с выхода фотоприемника.

         5.4.9 Для удобства дальнейших измерений с помощью регулировки вертикального положения сигнала 1 канала (↨) переместить его за пределы экрана. На экране наблюдается сигнал 2 канала, поступающий с выхода электронного блока «Фотоприемник».

         5.4.10 Исследовать зависимость глубины модуляции лазерного излучения аналоговым синусоидальным сигналом от величины тока I0. Для этого выполнить следующие операции:

         - с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки тока I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» установить текущее его значение;

         -откорректировать амплитуду модулирующего сигнала, вращая ручку потенциометра «Амплитуда» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» так, чтобы не возникали искажения формы сигнала на выходе фотоприемника;

         -по наблюдаемой на экране осциллограмме произвести отсчет величин Рmin и Рмах , которые соответствуют минимальному и максимальному уровням фиксируемого фотодиодом сигнала;

         -данные измерений занести в таблицу 7;

         -повторить измерения для всех значений I0, указанных преподавателем.

Т а б л и ц а 7- Зависимость коэффициента модуляции от тока I0

I0 (мА)

 

 

 

 

Рmin (мм)

 

 

 

 

Рmах (мм)

 

 

 

 

M

 

 

 

 

        

         5.4.11 По экспериментальным данным вычислить значение коэффициента модуляции по формуле:

 

                   m = ( Рmах - Рmin ) / ( Рmах + Рmin ).

Построить зависимость коэффициента модуляции m от тока I0.

        

         5.5 Выводы по лабораторной работе

Сделать выводы по лабораторной работе, обратить внимание студентов на получение коэффициента модуляции m при различных значениях тока Io, зафиксировать условие появления искажения формы сигнала на выходе фотоприемника.

 

         5.6 Контрольные вопросы

         5.6.1 Дать определение аналоговой модуляции.

         5.6.2 Как влияет процесс модуляции интенсивности лазерного диода  на форму оптического сигнала  и положение рабочей точки на ватт-амперной характеристике?

                  

 

Список литературы 

1.  Бутусов М.Ф, Верник С.М, Галкин С.Л. Волоконно-оптические системы передачи: Учебник для вузов. – М: Радио и Связь, 1992

2.  Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты системы передачи, измерения; - М: Компания Сайрус Системс, 1999

3.   Р.Р. Убайдуллаев Волоконно-оптические сети – М: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998

4.  И.И. Гроднев Волоконно-оптические линии связи. Учебное пособие для вузов ; - М: Радио и Связь, 1990

5.  Справочник. Волоконно-оптические системы передачи и кабели./Под редакцией И.И. Гроднева – М: Радио и Связь, 1993.

 

Содержание 

1 Лабораторная работа 1. Исследование  поляризационных характеристик лазерного и светоизлучающего диодов                                                                3

2 Лабораторная работа  2. Сравнительное исследование  ватт-амперных характеристик лазерного и светоизлучающего диодов.                                     6

3 Лабораторная работа 3. Исследование  степени когерентности лазерного диода.                                                                                                                     11

4 Лабораторная работа 4. Исследование процессов импульсной модуляции лазерного диода                                                                                                     18

5 Лабораторная работа 5. Исследование процессов аналоговой модуляции лазерного диода                                                                                                     28

Список литературы                                                                                                31