光网络技术主讲人：林琪电话echnologyofopticalnetworkQQ：95252777目录CONTENTS测定LD和LED特性曲线PARTONE目的设备测定LD和LED特性曲线之目的和设备4一、测量目的1、掌握半导体光源P-I特性曲线测量方法，会寻找阈值电流2、掌握半导体光源与光纤的耦合方法3、了解激光二极管LD和发光二极管LED两种半导体光源的特性二、测量主要设备1．LED、LD光源与驱动电源；2．耦合装置；3．光纤((F-MLD50：100/140多模光纤)；4．光功率计和光检测器；5．光纤切割刀6．显微镜7.1/4节距自聚焦透镜PARTTWO原理说明原理说明6（一）光源类型
光纤通信中最长用的光源是半导体激光器LD（LaserDiode）和半导体发光二极管LED（LightEmliilngDiode），它们都属于半导体器件。LD和LED相比，其主要区别表现在，前者发出的是激光，而后者发出的是荧光，因此，LD的优点是谱线宽度窄，调制速率高，色散小，与光纤的耦合效率高，传输距离长，适用于长距离、大容量的传输系统；但LED也有一些优点适合于低成本光通信系统：它的输出特性曲线线性好，使用寿命长，成本低，易于制作，对温度不敏感，适用于短距离、小容量的传输系统。
本测量使用的光源是红外器件,LD发射在近于780nm，LED中心约在830nm。因为这些器件发射不可见辐射，适当的防护用于保证消除可能的损害。决不要直接看激光束或它的反射光束。原理说明7（二）GRIN棒状透镜耦合
如果切割抛物线渐变光纤的节距长度的1/4，它就能作为一个非常小的透镜（有时称为GRIN透镜，GradedIndex）用于光纤应用。将光纤输出端面置于短长度光纤的面上，使得光纤中的光在小透镜末被准直，如同在透镜焦点的发散光被准直一样。因为它的特征是由其长度决定的，这个渐变折射率透镜被认为是1/4节距或0.25节距透镜。在某些情况下，不需要光准直，而是需要光纤输出聚焦到一个小探测器上或把光源输出聚焦到光纤芯中。完成这种情况最容易的方法是稍微增加GRIN透镜的长度到0.29节距。这能使光纤光学系统设计者让光源离开透镜向后移动并使透射光重新聚焦在透镜以外的某点。这对将光源聚焦耦合到光纤中或将光纤中光聚焦耦合到探测器中特别有用。原理说明8原理说明9PARTTHREE测量步骤测量步骤---预备光纤11（一）置备整卷光纤，光纤端面处理测量步骤12（二）LED半导体发光二极管与光纤耦合：1、光路粗调：根据图示光路合理布局各个单元的位置（驱动电源、LED、1/4节距自聚焦透镜、光纤、探测装置）注意：打开驱动电源前一定要将输入电流预置零；为防静电对电源的损坏，须佩带接地腕带。2、光路细调，测量LED耦合损耗：（1）输入电流调至45mA，探测器直接放在光源后适当位置，记下光源原始输出功率；（2）用自聚焦透镜将光耦合进光纤，记录耦合后入纤功率Pi；（3）调整光路，使得输出功率最大，记录出纤功率Po；（4）计算损耗（提示：本实验LED耦合效率损耗在8dB-5dB）测量步骤133、绘制LED的P-I特性曲线：（1）将输入电流重新调整为零（2）将输入电流由0逐渐增大，此时出纤功率也将逐渐增大，列表记录光功率随输入电流的变化情况。注意：最大驱动电流＜100mA.（3）描绘LED的P-I特性曲线。4、观察LED发散角：（1）调节输入电流到合适大小（2）在光束的路程上以方便观察的距离放置感光卡片。测量平行和垂直于二极管结宽度的光束宽度。（3）计算光束发散度。5、观察LED偏振性：放置偏振片在LED输出光束中，观察是否有偏振性测量步骤14（三）LD半导体激光器与光纤耦合：1、光路粗调：
根据图示光路合理布局各个单元的位置（驱动电源、激光器、1/4节距自聚焦透镜、光纤、探测装置）注意：打开驱动电源前一定要将输入电流预置零；为防静电对电源的损坏，须佩带接地腕带。测量步骤152、光路细调，测量LD耦合损耗：
（1）输入电流调至45mA，探测器直接放在光源后适当位置，记下
光源原始输出功率；
（2）用自聚焦透镜将光耦合进光纤，记录耦合后入纤功率Pi；（3）调整光路，使得输出功率最大，记录出纤功率Po；（4）计算损耗（提示：本实验LED耦合效率损耗在8dB-5dB）测量步骤163、绘制LD的P-I特性曲线：（1）将输入电流重新调整为零（2）将输入电流由0逐渐增大，此时出纤功率也将逐渐增大，列表记录
光功率随输入电流的变化情况。注意：.最大驱动电流＜100mA.（3）描绘LD的P-I特性曲线。（4）观察LD的特性曲线，寻找阈值电流。分析拐点前后的光有什么区
别。（提示：阈值电流大约在54mA左右）测量步骤174、观察LD发散角：（1）调节输入电流到合适大小（2）在光束的路程上以方便观察的距离放置感光卡片。测量平行和垂直于
二极管结宽度的光束宽度。（3）计算光束发散度（提示：该激光器制造商给出的发散度是15ºx30º。）5、观察LD偏振性：
放置偏振片在LED输出光束中，确定偏振面思考问题181.两种半导体光源LED、LD的发光机理及区别。2.根据实验现象和数据，总结LED、LD两种光源的特性区别。3.分析影响光源和光纤耦合的因素有哪些？如何克服？4.你觉得本实验的难点在哪里？你是怎样克服的？课程总结1901LED和LD的P-I曲线测量原理02LED和LD的P-I曲线测量步骤和方法THANKS