5. Вопросы самопроверки для допуска к выполнению лабораторной работы:

5.1. Какие источники излучения применяются в ВОСП?

5.2. Какие требования предъявляются к источникам излучения?

5.2. Основные характеристики источников излучения.

5.3 С какой целью в состав передающего оптического модуля вводятся термодатчик и терморегулятор?

5.4 Что такое модуляция?

5.5 В чем состоит принципиальное отличие прямой и внешней модуляций оптического излучения?

5.6 В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с полупроводниковыми источниками оптического излучения?

6. Задание:

6.1. Изучить приложение к данной лабораторной работе.

6.2. Используя учебную лабораторную установку «Исследование характеристик оптических источников и фотодиодов» экспериментально исследовать ватт-амперную характеристику светоизлучающего диода.

При измерении используются следующие элементы (рис. 1):

-электронный блок «Блок питания излучателя БПИ»;

-электронный блок «Фотоприемник»;

-светоизлучающий диод СД;

-фотодиод ФД2;

6.2.1 Подключить светоизлучающий диод СД с помощью соединительного кабеля к БПИ. Соединение осуществляется с помощью разъема, блочная часть которого расположена на лицевой панели.

6.2.2 Установить:

-ручку потенциометра регулировки тока накачки на лицевой панели БПИ в крайнее положение против часовой стрелки;

-кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 50 мА.

6.2.3 Включить тумблер «сеть» на лицевой панели блока БПИ. При этом загорается его подсветка.

6.2.4 Подключить фотоприемник ФД2 с помощью соединительного кабеля к электронному блоку «Фотоприемник». Соединение осуществляется с помощью разъема, блочная часть которого расположена на лицевой панели. Установить кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в положение 1 (максимальная чувствительность).

6.2.5 Произвести измерения ватт-амперной характеристики СИД. Измерения проводить изменяя I_н с шагом, согласно таблице 6. Данные измерений занести в таблицу 6.

Таблица 6 - Результаты исследования ватт - амперной характеристики источников излучения

Iн (мА)	0,5	2,5	3,5	5	10	20	23	25	25,5	26	26,5	27	27,5
РСИД (от.ед.)
РЛД (от.ед.)

6.2.6 Установить ручку потенциометра регулировки тока накачки на лицевой панели БПИ в крайнее положение против часовой стрелки.

6.3. Используя учебную лабораторную установку «Исследование характеристик оптических источников и фотодиодов» экспериментально исследовать ватт-амперную характеристику лазерного диода.

-электронный блок «Блок питания излучателя БПИ»;

-электронный блок «Фотоприемник»;

-лазерный диод ЛД2;

-фотодиод ФД1;

-поляризатор П1.

6.3.1 Подключить лазерный диод ЛД2 с помощью соединительного кабеля к БПИ. Соединение осуществляется с помощью разъема, блочная часть которого расположена на лицевой панели. Установить кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 50 мА.

6.3.2 Подключить фотоприемник ФД1 с помощью соединительного кабеля к электронному блоку «Фотоприемник». Соединение осуществляется с помощью разъема, блочная часть которого расположена на лицевой панели. Установить кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в положение 1 (максимальная чувствительность).

6.3.3 С помощью потенциометра тока накачки установить его значение, равное 25 мА.

6.3.4 Вращением поляризатора, расположенного между ЛД2 и ФД1 установить стрелку измерительного прибора «Оптическая мощность» на отметку 1.

6.3.5 Произвести измерения ватт-амперной характеристики ЛД. Измерения проводить изменяя I_н с шагом изменения, согласно таблице 6. Данные измерений занести в таблицу 6.

6.3.6 Установить ручку потенциометра регулировки тока накачки на лицевой панели БПИ в крайнее положение против часовой стрелки, отжать кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки, выключить тумблер «сеть» на лицевой панели блока БПИ, отключить соединительный кабель от БПИ.

6.3.7 Отжать кнопочный переключатель выбора чувствительности на электронном блоке «Фотоприемник», выключить тумблер «сеть» на лицевой панели блока, отключить соединительный кабель от блока «Фотоприемник».

6. 4.Произвести обработку результатов измерений.

6.4.1.По измеренным значениям построить зависимость оптической мощности Р в относительных единицах от тока накачки I_н для ЛД и СИД.

6.4.2.По построенным зависимостям определить:

-значения токов ЛД2 и СД, соответствующие началу генерации излучения;

-значение порогового тока I_п1 соответствующее излому ватт-амперной характеристики лазерного диода;

-качественные отличия ватт-амперных характеристик ЛД2 и СД.

6.5. Используя программное обеспечение лабораторной работы «Исследование характеристик источников излучения» получить допуск к исследованию.

6.5.1 Произвести исследование основных характеристик источников излучения:

1. ватт-амперной характеристики (ВАХ) светоизлучающего диода (СИД) и полупроводникового лазера (ППЛ) при двух температурах;

2) диаграммы направленности СИД и ППЛ;

3) спектральной характеристики СИД и многомодового и одномодового ППЛ.

6.5.2. Изучить:

1. конструкцию СИД;

2. конструкцию ППЛ.

6.6 Измерить ватт - амперную характеристику лазерного диода с помощью измерителя оптической мощности.

Внимание! Перед каждым использованием в измерениях волоконных шнуров необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконным шнуром обязательно установить на его торцы снятые защитные колпачки. Перед каждым использованием в измерениях оптического тестера «Алмаз 33» необходимо отвернуть защитный колпачок с торца его коннектора и немедленно соединить его с коннектором волоконного шнура. После окончания измерения обязательно установить защитный колпачок на прежнее место.

6.6.1 Установите органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала» в исходное положение:

-ручки потенциометров «I₀», «I₁» регулировки токов – в крайнее положение против часовой стрелки;

-кнопочные переключатели «модуляция», «дисперсия», «шум» – отжаты;

-включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка;

-кнопочный переключатель «выбор источника» - в положении, соответствующем включению лазера, излучающего на выбранной длине волны 1,55 мкм. При этом над соответствующей оптической розеткой загорается контрольный световод.

При данном положении органов управления электронный блок обеспечивает непрерывное немодулированное оптическое излучение на выбранном оптическом выходе. Его мощность регулируется потенциометром «I₀».

6.6.2 С помощью одномодового (желтый цвет защитной оболочки) оптического шнура с коннекторами типа FC соедините оптический выход электронного блока «Источник оптического излучения» со входом оптического тестера «Алмаз 33» (рисунок 1).

Рисунок 1 - Источник оптического излучения» со входом оптического тестера «Алмаз 33

6.6.3 Используя описание прибора «Алмаз 33», включить его в режим измерения абсолютного значения оптической мощности (в мкВт) на выбранной длине волны 1,55 мкм.

6.6.4 Изменяя величину тока I₀ с помощью потенциометра на лицевой панели блока «Источник оптического излучения», произвести измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода. Значение мощности Р_аб определять с помощью прибора «Алмаз 33» в абсолютных единицах. Величину тока I₀ определять с помощью цифрового индикатора на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения». Измерения проводить изменяя I₀ в диапазоне значений 0 < I₀ < 25 мА с шагом изменения, согласно таблице 4. Данные измерений занести в строки таблицы 7. После окончания измерений выключить «Алмаз 33».

Таблица 7- Результаты исследования ватт - амперной характеристики лазерного диода

I0 (мА)	0	5	6	8	10	12	15	20	25
Раб (мкВт)

6.6.5 По экспериментальным данным построить ватт-амперную характеристику лазерного диода – зависимость Р_аб (мкВт) от I₀ (мА). На характеристике отметить величину порогового тока I_п (мА), значение которого необходимо для выполнения последующих исследований.

6.7 Исследовать процесс модуляции интенсивности лазерного диода.

6.7.1 Установите в исходное положение органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала»:

-ручки потенциометров «I₀», «I₁» регулировки токов– в крайнее положение против часовой стрелки;

-кнопочные переключатели «Дисперсия», «Шум» – отжаты;

-кнопочный переключатель включения импульсной модуляции «Модуляция» - нажат;

-кнопочный переключатель включения аналоговой модуляции «Модуляция» - отжат;

-ручки потенциометров «Модуляция», «Дисперсия», «Шум» - в крайнее положение против часовой стрелки.

6.7.2 Установите органы управления электронного блока «Фотоприемник» в исходное положение:

-ручку потенциометра «Регулировка смещения» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

-кнопочный переключатель «Уст. нуля» - отжать;

-кнопочный переключатель «Чувствительность» – в положение 0,1;

-включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка.

-ручкой потенциометра «Регулировка смещения» установить его значение равное 4 В по прибору на лицевой панели.

6.7.3 Отсоедините коннектор оптического шнура от входа прибора «Алмаз 33» (рисунок 2) и соедините его с оптическим входом электронного блока «Фотоприемник» с помощью одномодового волоконного шнура (желтый цвет защитной оболочки) (рисунок 2).

6.7.4 Проверьте наличие следующих соединений, выполненных с помощью коаксиальных кабелей:

-гнездо «синхронизация осциллографа» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом канала синхронизации осциллографа;

-гнездо «кт 3» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соедините со входом первого канала осциллографа;

-гнездо «вых» на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» соедините со входом второго канала осциллографа.

Рисунок 2 – Схема соединения источника излучения