4. Забороняється подавати на сд напругу вище 2.8 в і струм вище 20 мА ! Вимоги до змісту звіту

Звіт повинен містити: назву і номер роботи; мету роботи й завдання; перелік обладнання; короткий реферат з теоретичної частини; схему установки, що використовується; таблиці з результатами вимірювань і обчислень; графіки, виконані на міліметровому папері; розрахунок похибок шуканих величини.

Контрольні запитання

1. Які фактори впливають на ватамперну характеристику СД ?

2. Які СД використовують у волоконно-оптичних лініях звязку ?

3. Якими параметрами і характеристиками визначаються технічні можливості СД ?

4. Якими методами можна визначити потужність випромінювання СД ?

5. Які фактори впливають на точність визначення потужності випромінювання СД методом заміщення на фотометричній кулі ?

Список основної літератури

1. Источники и приёмники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов /Г.Г.Ишанин, Э.Д.Панков, А.Л.Андреев, Г.В.Польщиков. – СПб,: Политехника, 1991. - С.28-36.

2. Геда Н.Ф. Измерение параметров приборов оптоэлектроники/ Под ред С.В.Свешникова. – М.: Радио и связь, 1981. - С. 112-117.

3. Верещагин И.К., Косяченко Л.А., Кокин С.М.Введение в оптоэлектронику: Учебное пособие для втузов.-М.: Высш. шк., 1991. – С.30-34.

4. Каток В.Б. Волоконно-оптичні системи зв’язку. К.: 1998. – С.78-81.

5. Эпштейн М.И. Измерения оптического излучения в єлектронике. – М.: Энергоатомиздат,1990. – С.145-147.

Список додаткової літератури

1. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем / Под ред.А.Ф.Котюка. – М.: Радио связь, 1987. - С. 136-144.

2. Иванов В.И., Аксёнов А.И., Юшин А.М. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 448 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема: вимірювання параметрів і характеристик джерел випромінювання

Вимірювання та дослідження енергетичної і спектральної

характеристик інжекційного лазера

Мета роботи: освоїти методику вимірювання потужності випромінювання (ПВ) та спектральної характеристики інжекційного лазерного світлодіода (ІЛСД).

Завдання

1. Ознайомитися з методами вимірювання ПВ світлодіодів і технічною документацією на обладнання.

2. Дослідити залежність ПВ ІЛСД від струму живлення.

3. Виміряти спектральні параметри і характеристики ІЛСД у світлодіодному і генераційному режимах.

4. Оцінити похибки вимірювань.

Обладнання і матеріали

Інжекційний лазер; монохроматор (МДР –12); блок живлення інжекційного лазера Б5-30(45,49); кремнієвий фотодіод ; вольтметр (В7-21А).

Теоретична частина:

ІЛСД за своїми параметрами і характеристиками найбільш повно задовольняють більшості вимог, що пред’являють до джерел випромінювання, які використовують у волоконно-оптичних лініях зв’язку. Вони забезпечують безретрансляційну передачу сигналів на віддалі більше сотень кілометрів з швидкістю понад 1Гбіт/с. Основною перевагою ІЛСД в порівнянні з іншими джерелами є те, що вони дозволяють безпосередньо модулювати величину потоку випромінювання простою зміною струму збудження. Це значно спрощує структуру передавального модуля ВОЛЗ.

Для виготовлення ІЛСД використовують прямозонні напівпровідники (GaAs, GaAlAs), в яких можливі міжзонні переходи електронів без участі фононів. Створення інверсної заселеності рівнів відбувається при інтенсивній інжекції неосновних носіїв, що найпростіше здійснити при допомозі гетеропереходів. Наближена структура гетеролазера з двома р-n - переходами наведена на рис. 1. Дві бокові грані (торці) служать дзеркалами оптичного резонатора, інші дві роблять скошеними, щоб генерації між ними не відбувалося.

Основні параметри і характеристики ІЛСД: довжина хвилі випромінювання _МАХ; напівширина спектра випромінювання - _0,5; діаграма направленості випромінювання – Ф=f(); ватамперна характеристика (залежність потоку випромінювання від прямого струму) - Ф=f(І_ПР); максимальна частота модуляції випромінювання – f_МАХ.

Процес виникнення генерації залежить від густини прямого струму інжекції – І_ПР. Коли він досягає деякої порогової густини – І_ПОР (приблизно 1кА/см²), виконується умова інверсного заселення рівнів. У результаті різко підвищується потужність випромінювання – починається режим генерації випромінювання (рис. 2). Величина робочого струму вибирається між точками а і с або в і с при передачі інформації в цифровій формі. У випадку вибору точки а джерело перебуває в режимі генерації випромінювання. Щоб інтенсивність випромінювання за відсутності сигналу була мінімальною, точка а повинна лежати якомога ближче до порогового значення струму. Для передачі аналогових сигналів значення робочого струму повинно бути приблизно на середині лінійної ділянки кривої і досить далеко від порогового значення (наприклад, в точці в).

Починаючи з І_ПОР значно звужується спектральна смуга випромінювання (рис. 3) і загострюється діаграма направленості випромінювання (рис. 4).

Потужність ІЛСД складає біля 0.1 Вт, а у випадку імпульсного збудження може бути значно підвищена за рахунок меншого нагрівання. ККД ІЛСД сягає близько 50 %.