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中南大学

《光纤通信》实验报告

学院信息科学与工程学院

指导教师王玮雷文太

专业班级通信学号

姓名

《光纤通信》实验报告1

实验室名称：光纤通信实验室实验日期：2022年12月11日

学院

实验名称

信息科学与工程学院

专业、班级

光源的P-I特性测试

姓名

指导

教师

教师评语

教师签名：

年月日

实验目的：

1、了解半导体激光器LD的P-I特性。

2、掌握光源P-I特性曲线的测试方法。

实验器材：

1、实验器材：主控信号源模块、2号、25号模块

2、23号模块(光功率计)

3、FC/PC型光纤跳线、连接线

4、万用表

各一块

一块

若干

一个

实验内容：

激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。该实验就是通过测量

输出功率和电流关系，对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。最后根

据实验数据，绘出光源P-I特性曲线。

实验原理：

数字光发射机的指标包括：半导体光源的P-I特性曲线测试、消光比(EXT)

测试和平均光功率的测试。接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说

明。

P(mW)

I(mA)

I

th

LD半导体激光器P-I曲线示意图

半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，弱小的电流变化会导

致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看做为一

种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒

子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。半导体激光器的输出光功

率与驱动电流的关系如上图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门

th限电流(或者称阈值电流)，用I

th

射，输出(荧光)光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工

作于受激辐射，输出激光功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。激光器的电

流与电压的关系类似于正向二极管的特性。该实验就是对该线性关系进行测量，

以验证P-I的线性关系。

thP-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I

th

th能小，没有扭折点，P-I曲线的斜率适当的半导体激光器：I小，对应P

th

这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大；没有扭折点，不易产生光

信号失真；斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，

则会浮现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整艰难。

实验步骤：

1、关闭系统电源，按如下说明进行连线：

(1)用连接线将2号模块TH7(DoutD)连至25号光收发模块的TH2(数

字输入)，并把2号模块的拨码开关S4设置为“ON”，使输入信号为全1电平。

(2)用光纤跳线连接25号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光

收发模块的功能选择开关S1打到“光功率计”。

(

(3)用同轴电缆线将25号光收发模块P4(光探测器输出)连至23号模块

P1(光探测器输入)。

2、将25号光收发模块开关J1拨为“10”，即无APC控制状态。开关S3拨

为“数字”，即数字光发送。

3、将25号光收发模块的电位器W4和W2顺时针旋至底，即设置光发射机

的输出光功率为最大状态；

4、开电，设置主控模块菜单，选择主菜单【光纤通信】→【光源的P-I特

性测试】功能。

5、用万用表测量R7两端的电压(测量方法：先将万用表打到直流电压档，

然后将红表笔接TP3，黑表笔接TP2)。读出万用表读数U，代入公式I=U/R7，

其中R7=33Ω,读出光功率计读数P。

调节功率输出W4，将测得的参数填入表格。

P(uW)

u(V)

I(A)

实验过程原始记录(数据、图表、波形等)：

1、实验过程：

实验接线与结果显示图：

在主控信号源模块，选择光纤通信菜单，在其中选择选择第一个实验，光

源的P-I特性测试。

2实验结果记录

测得参数填入表格如下：

P(uW)

413.7

387.0

309.6

239.8

172.5

97.84

13.62

u(V)

0.64

0.60

0.51

0.43

0.34

0.27

0.16

I(A)

0.019

0.018

0.0155

0.013

0.0103

0.0081

0.0049

P(uW)

7.576

1.318

1.040

0.700

0.5120

0.3750

0.1922

u(V)

0.15

0.14

0.1