Исследование характеристики лазерного диода и фотоприемника

Имени М.Тынышпаева

Факультет: «Автоматизация и телекоммуникации»

Кафедра: «Радиотехника и телекоммуникации»

 

Специальность: «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»

 

Учебный год: 2014 - 2015

Семестр: 7

 

 

ТЕТРАДЬ

выполнения лабораторных работ по дисциплине

«Волоконно-оптические линии связи»

 

 

Студент: ________________________________________________________

 

Преподаватель: ___________________________________________________

 

 

Алматы - 2014

Перечень лабораторных работ

 

№	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
	Исследование характеристики лазерного диода и фотоприемника
	Исследование процессов импульсной модуляции лазерного диода
	Моделирование формы сигнала на приемном конце реальной оптической линии связи
	Прохождение оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам
	Исследование прохождения световых импульсов по многомодовым волоконным световодам
	Измерение вносимого затухания одномодовых оптических волокон
	Изучение метода обратного рассеяния в волоконных световодах с помощью оптического рефлектометра
	Исследование потерь в разъемных и неразъемных соединениях в волоконных световодах

Лабораторная работа № 1

Исследование характеристики лазерного диода и фотоприемника

 

1. Цель работы:

1) Получение навыков практического использования измерителя оптической мощности.

2) Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности.

3) Исследование зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.

4) Исследование зависимости тока фотодиода от напряжения смещения U_см.

5) Исследование зависимости спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения U_см.

 

2. План работы:

1) Изучение теоретической части лабораторной работы.

2)Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности.

3) Исследование зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.

 

Результаты

Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности

Результаты исследования ватт-амперной характеристики лазерного диода

I0 (мА)
Раб (мВт)

График зависимости Р_аб (мВт) от I₀ (мА)

Исследование зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке

Результаты измерения ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью электронного блока «Фотоприемник» при напряжении смещения U_см =

I0 (мА)
Р (от. ед.)
Раб (мвт)

График зависимости Р_аб (мВт) от I₀ (мА) в относительных единицах

Вывод

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Значение коэффициента К (А) определить из соотношения:

 

 

 

Спектральная чувствительность фотодиода:

 

 

 

 

Зависимость спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения U_см

I0 (мА)
Р (от. ед.)

График зависимости Р_аб (мВт) от I₀ (мА)

5. Контрольные вопросы:

1) Как производится измерение оптической мощности?

_________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Объясните принцип измерения ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности?

_________________________________________________________________________________________________________________________________.

3) Как происходит зависимость тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4) Как происходит зависимость тока фотодиода от напряжения смещения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5) Как происходит зависимость спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Литература

1) Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2003.

2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. - М.: Горячая линия – Телеком, 2002.

3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.

4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 2

План работы

1) Изучение теоретической части.

2)Исследование зависимости глубины модуляции от положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике лазерного диода для импульсного и аналогового модулирующих сигналов.

 

Результаты

3.1 Исследовать зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным сигналом от величины тока I₀

Зависимость коэффициента модуляции от тока I₀

I0 (мА)
Рmin (мм)
Рmах (мм)
M

 

Коэффициент модуляции

 

 

 

 

График зависимости коэффициента модуляции М от тока I₀

 

3.2 Исследовать зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным сигналом от напряжения смещения на фотодиоде U_cм

Зависимость коэффициента модуляции от напряжения смещения U_см

Uсм (V)
Рmin (мм)
Рmах (мм)
M

Коэффициент модуляции

 

 

 

 

График зависимости коэффициента модуляции М от тока U_см

Выводы

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5. Контрольные вопросы:

1) Каким образом происходит влияние на форму оптического сигнала положение рабочей точки на ватт-амперной характеристике?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Как происходит процесс модуляции интенсивности лазерного диода?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

3) Для чего нужен коэффициент модуляции?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4) Как происходит зависимость коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от положения рабочей точки на ватт-амперной характеристике?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5) Как происходит зависимость коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от напряжения смещения фотодиода?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Литература

1) Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2003.

2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. - М.: Горячая линия – Телеком, 2002.

3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.

4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 3

План работы

1) Изучение теоретической части.

2) Осуществление моделирования процессов в реальной оптической линии путем введения затухания (с помощью переменного аттенюатора), дисперсионных искажений (с помощью предискажения формы модулирующего импульса) и регулируемого уровня шума в оптический сигнал, передаваемый по оптической линии связи.

 

Результаты

Исходные данные для моделирования сигнала

-длина линии L (км)=

-тип световода (ММ или SM)

-коэффициент затухания световода α (дБ/км)=

-коэффициент дисперсии τ (псек/км) для многомодового световода или τ (псек/км∙ нм) для одномодового световода

-ширина спектральной линии лазерного диода ∆ λ (нм) для одномодового световода=

-скорость передачи В(мБит/сек)=

3.2 Расчет дисперсионного уширения оптического импульса ∆ t на приемном конце линии связи

Для многомодовой линии связи:

 

 

а для одномодовой:

 

3.3 Расчет затухания в моделируемой линии:

 

Исследуемые данные

Уширение импульса ∆ Т(мм):

 

Осциллограмма сигнала на входе и выходе линии

Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4. Контрольные вопросы:

1) Как влияют рассчитанные параметры на реальную линию связи?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Для чего применяется переменный аттенюатор?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

3) Каким образом происходит моделирование формы реального сигнала в линии связи?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4) Какие существуют шумы в линиях связи?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5) Что такое затухание и дисперсия?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Литература

1) Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2003.

2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. - М.: Горячая линия – Телеком, 2002.

3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.

4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

 

 

Лабораторная работа № 4

Результаты

Выводы по результатам

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

 

 

Исследование зависимостей коэффициента затухания и хроматической дисперсии от ширины спектра источника излучения

Тип ВС		Длина ВС, км		Длительность входного импульса, пс
Длина волны, нм
Ширина спектра, ГГц	0.01	0.1	1.0	10.0		0.01	0.1	1.0	10.0
Мощность, мкВт
Длительность импульса, пс
Затухание, дБ
Уширение импульса, пс
Коэффициент затухания, дБ/км
Хроматическая дисперсия, пс/нм км

 

 

График зависимости a от ширины спектра

График зависимости D_hr от ширины спектра

Выводы по результатам

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

 

4. Контрольные вопросы:

1) Дайте характеристику измеренной длительности входного импульса двух ВС.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Как влияет изменение длины волны на мощность и длительность импульса ВС1 от t₀₁?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

3) Как влияет изменение длины волны на мощность и длительность импульса ВС1 от t₀₂?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4) Как влияет изменение длины волны на мощность и длительность импульса ВС2 от t₀₃?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5) Как происходит зависимость коэффициента затухания и хроматической дисперсии от ширины спектра источника излучения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Литература

1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. - СПб.: СПбГУТ, 2002.

2) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 5

Результаты

Теоретический расчет

Параметры для теоретического расчета:

Длина волны l, мкм	l = 0.85	l = 1.3
Показатель преломления на оси ВС n10
Показатель преломления оболочки ВС n2
Значение производной dn10/dl
Значение производной dD/dl
Показатель степенного профиля q

 

Групповой показатель преломления на оси волокна n_10g

 

 

Групповая скорость V_g

 

Коэффициент затухания α

 

 

Нормированная частота V, считая радиус сердцевины волокна равным 25 мкм

 

 

Число направляемых мод М

 

 

Уширение импульса (дисперсию) Dt_м на 1 км

 

 

Результаты теоретических расчетов

Исходные данные	Результаты расчета
λ, мкм	n10	n2	dn10 / dλ	dD / dλ	q	n10g	Vg, км/с	α, дБ/км	V	M	Dtм, нс/км
0.85
1.30

 

Литература

1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. - СПб.: СПбГУТ, 2002.

2 ) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 6

План работы

1) Изучение теоретической части.

2)Измерение мощности излучателей.

3) Исследование разъемных соединителей.

4) Измерение вносимого затухания и коэффициента затухания
оптического волокна.

5) Измерение параметров оптического аттенюатора.

 

Результаты

3.1 Измерение мощности излучателей, исследование разъемных соединителей.

Коммутации разъема, соединяющего ИИ с ОВ
№ коммутации	Мощность, Р, мкВт, при	Уровень, Y, дБм, при
l=1310 нм	l=1550 нм	l=1310 нм	l=1550 нм
Среднее значение
СКО
СКО среднего
Коммутации разъема, соединяющего ОВ с ПИ
№ коммутации	Мощность, Р, мкВт	Уровень, Y, дБм
l=1310 нм	l=1550 нм	l=1310 нм	l=1550 нм
Среднее значение
СКО
СКО среднего

 

Среднее значение:

 

СКО:

 

СКО среднего значения:

Литература

1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. - СПб.: СПбГУТ, 2002.

2 ) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 7

План работы

1) Изучение теоретической части.

2)Определение типа ВС и потерь на вводе.

3) Определение основных параметров ВС1 и ВС2.

4) Определение параметров ОР.

5) Измерение потерь в сварных соединениях.

6) Измерение возвратных потерь в неоднородности.

 

Результаты

Определение параметров ОР

Определение ширины мертвой зоны

l, мкм	Dlms, км при Ti, нс	Dlmr, км при Ti, нс
1.3

Определение динамического диапазона

l, мкм	N
Ti, нс
1.3	D, дБ

Литература

1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. - СПб.: СПбГУТ, 2002.

2 ) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Лабораторная работа № 8

Результаты

Литература

1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. - СПб.: СПбГУТ, 2002.

2 ) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.

Имени М.Тынышпаева

Факультет: «Автоматизация и телекоммуникации»

Кафедра: «Радиотехника и телекоммуникации»

 

Специальность: «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»

 

Учебный год: 2014 - 2015

Семестр: 7

 

 

ТЕТРАДЬ

выполнения лабораторных работ по дисциплине

«Волоконно-оптические линии связи»

 

 

Студент: ________________________________________________________

 

Преподаватель: ___________________________________________________

 

 

Алматы - 2014

Перечень лабораторных работ

 

№	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
	Исследование характеристики лазерного диода и фотоприемника
	Исследование процессов импульсной модуляции лазерного диода
	Моделирование формы сигнала на приемном конце реальной оптической линии связи
	Прохождение оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам
	Исследование прохождения световых импульсов по многомодовым волоконным световодам
	Измерение вносимого затухания одномодовых оптических волокон
	Изучение метода обратного рассеяния в волоконных световодах с помощью оптического рефлектометра
	Исследование потерь в разъемных и неразъемных соединениях в волоконных световодах

Лабораторная работа № 1

Исследование характеристики лазерного диода и фотоприемника

 

1. Цель работы:

1) Получение навыков практического использования измерителя оптической мощности.

2) Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности.

3) Исследование зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.

4) Исследование зависимости тока фотодиода от напряжения смещения U_см.

5) Исследование зависимости спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения U_см.

 

2. План работы:

1) Изучение теоретической части лабораторной работы.

2)Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности.

3) Исследование зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.

 

Результаты

12345

Поделиться:

Популярное:

1. IV. Исследование подсознательного в обществе: аналитическая социальная психология и характерология
2. Автороведческое исследование документов
3. Глава 11. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДОКУМЕНТОВ
4. Глава 12. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПИСЬМА
5. Глава 2. Исследование динамических рядов.
6. Глава 8. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
7. Динамическое исследование машинного агрегата
8. Если мы набираем 2 выборки, в одной – матери моложе 20 лет, в другой – старше, а затем анализируем массу детей в каждой группе, то это проспективное исследование.
9. Занятие 1. (активная форма - исследование-дискуссия)
10. Занятие 2. (активная форма - исследование-дискуссия)
11. Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности
12. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ УСТАНОВКИ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ «ВЕКТОР – 1»