半导体激光器P-I特性测试实验

1、太原理工大学现代科技学院光纤通信课程实验报告专业班级学 号指导教师太原理工大学现代科技学院实验报告6实验名称半导体激光器PI特性测试实验同组人专业班级学号姓名成绩实验一半导体激光器P I特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理 2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系 3、掌握半导体激光器巳（平均发送光功率）_一丄（注入一电流）曲线的测试方法二实验仪器,一ZYE43016型光纤通信原理实验箱2、光功率计3、FC/PC FC/PC .模光跳线1 根.20根4、万用表 5、连接导线三、实验原理半一导体激光二极管通过受激辐射发光亠是一种阈值器件。

2、由于受激辐射与自发辐射的本质丕同，昱致了半导体激光器丕仅能产生高功率（1QmW一辐射，而-且-输出光发散角窄（垂直发一散角为30二50,水平发散角-为0二一 30）, 与单模 光纤的耦合效率高（约一30%二50%）,辐射光谱线窄（入三0.1二一 1.0nm）,适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号20GH）直接调制，韭 常适合于作高速长距离光纤一通信系统的光源。P-I.特性是选择半导体激光器的重要依据在选择时，应选阈值电流一丄th 尽可.能小，对应一 P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且丕易产生光信号失真。并且要求P.-.L.曲

3、线的斜率适当。 半导半导体激光器作为光纤通信中应用的主要光源，_其性能指标直接影响到系统传输数据的质量，因此 P-I.特性曲线的测试了解激光器性能是韭常重要的体激光器驱动电流的确定是通过测量串联在电路中的R110上电压值。电路中的驱动电流在数值上等于_R110两端电压与电阻值之比。为了测试更加精确，实验中先用万用表测出110的精确值，计算得出半导体激光器.的驱动电流，然后用光功率计测得一定驱动电流下半导体激光器发出激光的功率，从而完成P-L特性的测试。并可根据P-I特性得出半导体激光器的斜率效率。四、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流-，并画出 PL关系曲线。2、根据一 PL特性曲

4、线，找出半导体激光器闭值电流，计算半导体激光器斜率效率。五、实验步骤1、将光发模块中的可调电阻_ W101逆时针旋转到底，是数字驱动电流达到最小值。2、用万用表测得R11Q电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系丄V=1R）。3、拨动双刀三掷开关BM1选择到半导体激光器数字驱动，BM2选择到一1310。1310nm4、旋开光发端机光纤输出端口（一131QnmT）防尘帽，用一FCFC光纤跳线奖半导体激光器与光功率辻输入端连接起来一，并将光功率计测量波长週整到档。5、连接导线：将T502与T101连接。6、连接好试验箱电源，先开交流电源开关.，再开直流电源开关,，即按下.K01 ,KO

5、2（电源模块）.，并打开光发送模块一CK10）和数字信号源（一K50）的直流电源。7、用万用表测量R110两端电压（红表笔插T103,黑表笔插T104）。8慢慢调节电位器.W1QJ，时所测得电压为下表数值，依次测量对应的光功率值，并将测量的数据填入下表。9、做完试验后先关闭光发模块电源.K1.0）一然后依次关掉各直流开关（电源模块），以及交流电开关。10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住试验箱半导体邀光器光纤输出端口将试验箱还原。11、将各仪器设备摆放整齐。六实验报告1、根据实验记录数据，篡出半导体邀光器驱动电流，画出相应的光功率与注入U(mV)123456789101214l(mA)0.6

6、71.332.002.673.334.004.675.336.006.678.009.33P(WV)0.0004991.363.275.367.519.4211.4713.6415.7217.7421.9625.93电流的关系曲线。线P (dB-52,93-28.-24.-22.-21.-20.-19.-18.-18.-17.-16.-15.m)6484722226406503435985U(m161820222426283032343638V)I(mA10.6712.013.314.616.017.318.6)037037P(WV30.0733.435.739.042.847.051.0)3

7、35136P (dB-15.21-14.-14.-14.-13.-13.-12.m)764707693292装订2、根据所画的一一 一PL特性曲线，找出半导体激光器國值电流th.-=_2mA.3、根据一PL特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。K=D.0.36.W/A.七、.注意事项1、半导体激光器驱动电流不可超过 40mA，否则有烧毁激光器的危险。2、由于光功率计，光跳线等光学器件的插头属易损件，使用时应轻拿轻放，切.忌用力过大。八、思考题1、试说明半导体激光器发光工作原理。半导体激光器是向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐 射，.利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光震荡。2.环境温度的改变对半导体激光器P二丄特性有何影响？激光器的阈值电流随温度升高而增大，外围分子量效率随温度升高而减小, 温度升高时.，电流增大，外围分子量效率减小，输出光功率明显下隆。3、分析以半导体激光器为光源的光纤通信系统中，半导体激光器P I.特性对系统传输性能的影响。P-.L特性是选择半导体邀光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流I th尽可能小，对应上值小，而且没有扭折