光纤光学与半导体激光器.ppt

光纤和半导体激光器，综合物理实验报告实验者：田英祥，彭耀2003.01.04，一，背景和理论说明，光纤通信历史激光和光纤的组合光纤光信号传输基本理论透镜波导和光纤波导的高斯模式，激光和光纤的组合，范围内的光可以进入光纤，因此我们将数字光圈光纤光信号传输基本理论、Maxwellsequationsbessel方程的解决方案传输模式单模光纤(monomodefibre)、基本方程、第二、光纤和半导体激光电光特性实验、实验内容和目标设备集设备安装实验项目和步骤、实验内容和目的、半导体激光电光2)光纤耦合和耦合效率测量。3)光纤的激发模式。(4)测量光纤中的光传输时间，并根据光纤长度估计光纤中的光传输速度和核心的折射率。5)光纤的数字光圈(需要可选)。6)模拟信号(音频)的调制，光纤中的传输，允许，放大和解调还原。7)数值孔径测量、设备集、GX1000光纤实验机光学实验用导轨800mm半导体激光二维调整架一组光纤200m一组磁吸光探针二维调整架电源指示仪一组一维位移帧12段头(可选)一组示波器可选音频信号源将实验机功能文件放置在“DC”文件中。用电力指示仪探头更换三维光纤调整架。2.打开实验机电源，顺时针旋转电流盘至最大值。3.调整激光的激光方向，使激光进入功率指示仪探针，使显示值达到最大值。4.逆时针旋转电流盘，逐步减少激光的驱动电流，记录电流值和相应的光功率值。5.电流外流-功率曲线是半导体激光器的电光特性曲线。曲线坡度急剧变化的地方对应的电流是临界电流。半导体激光器的电光特性，光纤端面的处理和钳制，1 .用纤维起球钳剥下光纤两端的涂层(例如，如果没有起球钳，可以用刀片小心地刮下涂层)，长度约为10毫米。5毫米到光纤刀刻。不要施加太多的力，以免光纤破裂。3.在雕刻处使核心柔软弯曲，折断。经过处理的光纤不能再触摸，以免损坏或污染。截面特别容易损坏，在实验中出现光斑发散或耦合太小，无法升高时，必须确认。如果认为横截面损坏，及时再切，保证实验顺利进行)4 .将光纤的一端小心地放入光纤夹中，将长度延伸约10mm，按入簧片，放入三维光纤架中，并用锁紧螺钉固定。将光纤的另一端插入光纤薄片的凹槽中，长度约为10mm，用磁吸压，光纤的耦合和模式，1 .将实验机功能文件放置在DC文件中。2.调整激光的工作电流，使其不发光。(建议30-40毫安)3。用一张白纸移到激光前后，确定激光焦点的位置。激光太强的话，光线太亮，不适合观察。)4 .移动三维光纤调整架并调整z轴旋钮，使光纤末端尽可能聚焦。5.然后固定x轴旋钮，调整到其馀四个旋钮。光纤耦合和模式，6 .将激光工作电流调整到最大值三维光纤调整帧的y轴、z轴旋钮和激光调整帧的水平、垂直旋钮。调整x轴上的微调旋钮，可以确保功率检测仪的显示在特定点局部最大，此时x轴不再移动。然后调整激光的水平和垂直旋钮。调整到局部最大值，然后不再旋转。最后，调整y，z轴旋钮。激光照射光纤的端面，并将其与光纤结合。监视输出强度的变化作为功率指标，反复调整每个旋钮，直到光纤输出功率最大。一般可以调节到200uW以上，后续实验才能顺利进行。光纤耦合和模式，7 .请记录最大功率值。此值与输入激光功率的比率是结合效率，不考虑吸收损失。8.移除电力指示仪探头，更换显示，轻轻转动每个耦合调整旋钮，观察光斑形状变化(模式变化)。(如果连接良好，则必须是高斯光斑，并且亮度必须是高斯分布。)9 .轻轻触摸或弯曲光纤，并观察光斑形状的变化(模式更改，作为特殊部分放在后面)。模拟(音频)信号调制、传输和解调还原，1 .实验(2) (3) 1-4阶段耦合光纤。将实验机的功能文件放在音频调制文件中。3.将示波器的CH1和CH2通道分别与输出波形和输入波形连接。4.将示波器的“扫描频率”放置在10s/Div文件中，表明示波器应该是大致稳定的矩形波。5 .在“音频输入”侧添加音频模拟信号。此时，可以观察到示波器的矩形波前后闪烁。模拟(音频)信号的调制、传输和解调还原，6 .打开实验机后面板上的“扬声器”开关，应该可以听到来自音频信号源的声音信号。(此时音频信号的强弱与耦合的效率成正比。也就是说，结合效率越高，音频信号越好，反之，噪声信号越强。)7 .可以分别观测实验机发射板“调制”前后的波形和接收板“解调”前后的波形。观察和理解音频模拟信号的调制、传输、解调过程和情况。扬声器开关通常应处于“关闭”状态，以避免发出不必要的噪音。光纤孔径测量、光斑扫描测量功率法、失败数据集、耦合效率太低、衰减太快、结果光圈太小等。由于合并效率较高，因此此数据集理论上取n1=1.400，这是由于未确定的数据。N2=1.397理论值由光纤的折射率n1，N2确定，理论上，sin=0.0916=5.25度测量的显然与最大功率相关。也就是说，结合效率越高，数值孔径越大，平均与5.175度理论吻合得越好，表明该方法是可行的。因此，与我们的实验一起，建议精确的数字光圈在5度到6.0度之间的传输时间测量，对于延迟t2-t1=0.93s，建议速度v=L/(t2-t1)=2.15108m/s到折射率：n=c/v=1.1考虑到