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精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料光纤通信与光电子技术实验指导书1目录引言.............................................................................................................................................2实验一半导体激光器P-I特性参数测量...................................................................................4实验二半导体光电检测器参数测量..........................................................................................8实验三光纤无源器件参数测量................................................................................................15实验四光纤时域反射测量(OTDR)............................................................................................20实验五语音、图像光纤传输及波分复用（WDM）..................................................................22实验六掺铒光纤放大(EDFA)....................................................................................................25实验七光纤激光器参数测量....................................................................................................30实验八光纤光栅温度传感与测量............................................................................................32实验九单模光纤损耗特性和截止波长测量............................................................................34实验十光纤色散测量................................................................................................................38实验十一光纤非弹性散射及喇曼放大(FRA).........................................................................41实验十二电吸收调制（EAM）..................................................................................................46实验十三半导体激光器光谱测量与模式分析........................................................................48实验十四光纤马赫任德干涉测量............................................................................................54实验十五液晶显示器（LCD）电光特性曲线测量..................................................................57实验十六辉光放电与等离子体显示（PDP）.........................................................................62实验十七多碱光电阴极光谱响应与极限电流密度测量........................................................67实验十八微光像增强器电子透镜调节与增益测量................................................................71实验十九CCD信号采集与处理...............................................................................................75实验二十CCD光电摄像系统特性测量...................................................................................79实验二十一阴极射线显像管（CRT）电子聚焦与偏转..........................................................83实验二十二MEMS微镜与DLP投影.......................................................................................91实验二十三有机发光器件（OLED）参数测量.......................................................................942引言光通信技术是当代通信技术发展的最新成就，在信息传输的速率和距离、通信系统的有效性、可靠性和经济性方面取得了卓越的成就，使通信领域发生了巨大的变化，已成为现代通信的基石，是信息时代来临的主要物质基础之一。现代光通信是从1880年贝尔发明‘光话’开始的。他以日光为光源，大气为传输媒质，传输距离是200m。1881年，他发表了论文（关于利用光线进行声音的复制与产生）。但贝尔的光话始终未走上实用化阶段。究其原因有二：一是没有可靠的、高强度的光源；二是没有稳定的、低损耗的传输媒质，无法得到高质量的光通信。在此后几十年的时间里，由于上述两个障碍未能突破，也由于电通信得到高速发展，光通信的研究一度沉寂。这种情况一直延续到本世纪60年代。1970年被称为光纤通信元年，在这一年发生了通信史上的两件大事：一是美国康宁(Corning)玻璃有限公司制成了衰减为20dB／km的低损耗石英光纤，该工艺理论由英国标准电信研究所的华裔科学家高锟博士于1966年提出；二是美国贝尔实验室制作出可在室温下连续工作的铝镓砷(A1GaAs)半导体激光器，这两项科学成就为光纤通信的发展奠定了基础。此后，光纤通信以令人眩目的速度发展起来，70年代中期即进入了实用化阶段，其应用遍及长途干线、海底通信、局域网、有线电视等各领域。其发展速度之快，应用范围之广，规模之大，涉及学科之多(光、电、化学、物理、材料等)，是此前任何一项新技术所不能与之相比的。现在，光纤通信的新技术仍在不断涌现，生产规模不断扩大，成本不断下降，显示了这一技术的强大生命力和广阔应用前景。它将成为信息高速公路的主要传输手段，是将来信息社会的支柱。经过30年的发展，光纤通信历经五次重大技术变革，前四代光纤通信均已得到广泛应用。第一代光纤通信的工作波长为0.85um，属短波长波段，传输光纤用多模光纤。光源使用铝镓砷半导体激光器，光电检测器为硅(Si)材料的半导体PIN光电二极管或半导体雪崩光电二极管(APD)。这一代光通信以1977年美国芝加哥进行的码速率为44.736Mbit／s的现场实验为标志。第二代光纤通信的工作波长为1.3um，该波段属长波长波段，是石英光纤的第二个低损耗窗口，有较低的损耗且有最低的色散，可大大增加中继距离。早期的1.3um第二代光纤通信传输用多模光纤，相应的光源是长波长铟镓砷磷／铟磷(InGaAsP／InP)半导体激光器，光电探测器采用锗(Ge)材料，其中继距离超过了20km。由于多模光纤的模间色散，使得系统的比特率限制在100Mb／s以下。采用单模光纤能克服这种限制，单模光纤较多模光纤色散低得多，损耗也更小。一个实验室于1981年演示了比特率为2Gb／s，传输距离为44km的单模光波实验系统，并很快引入商业系统，至1987年1.3um单模第二代光波系统开始投人商业运营，其比特率高达1.7Gb／s，中继距离约50km。第二代光纤通信系统的应用推动了1.3um的InGaAs半导体激光器和检测器的发展，广泛地用于长途干线和跨洋通信中。第三代光纤通信的工作波长为1.55um。石英光纤最低损耗在1.55um附近，实验技术上于1979年就达到了0.2dB／km的低损耗，然而由于1.55um处光纤色散较大，以及当时多纵模同时振荡的常规InGnAsP半导体激光器的谱展宽问题尚未解决，推迟了第三代光波系统的3问世。在80年代，1.5um附近具有最小色散的色散位移光纤(DSF)与单纵模激光器这两种技术都得到了发展，使用1.55um单模光纤的第三代光纤通信系统于80年代中后期实现。1985年的传输试验显示，其比特率达到4Gb／s，中继距离超过100km。通过精心设计激光器和光接收机，其比特率能超过l0Gb／s。后来，工作波长为1.55um的掺铒光纤放大器问世，又使这一波长具有更重要的意义。第四代光纤通信系统以采用光放大器(OA)增加中继距离和采用频分与波分复用(FDM与WDM)增加比特率为特征，这种系统有时采用零差或外差方案，称为相干光波通信系统，在80年代在全世界得到了发展。在一次试验中利用星形耦合器实现100路622Mb／s数据复用，传输距离50km，其信道间串音可以忽略。在另一次试验中，单信道速率2.5Gb／s，不用再生器，光纤损耗用光纤放大器(EDFA)补偿，放大器间距为80km，传输距离达2223km。光波系统采用相干检测技术并不是使用EDFA的先决条件。有的实验室曾使用常规非相干技术，实现了2.5Gb／s，4500km和10Gb／s，1500km的数据传输。另一实验曾使用循环回路实现了2.4Gb／s，21000km和5Gb／s，14000km数据传输。90年代初期光纤放大器的问世引起了光纤通信领域的重大变革。第五代光纤通信系统的研究与发展经历了近20年历程，已取得突破性进展。它基于光纤非线性压缩抵消光纤色散展宽的新概念产生的光孤子，实现光脉冲信号保形传输，虽然这种基本思想1973年就已提出，但直到1988年才由贝尔(Bell)实验室采用受激喇曼散射增益补偿光纤损耗，将数据传输了4000km，次年又将传输距离延长到6000km。EDFA用于光孤子放大开始于1989年，它在工程实际中有更大的优点，自那以后，国际上一些著名实验室纷纷开始验证光孤子通信作为高速长距离通信的巨大潜力。1992年在美国与英国的实验室，采用循环回路曾将2.5与5Gb／s的数据传输10000km以上。1995年，法国的实验室则将20Gb／s的数据传输106km，中继距离达140km。1995年线形光孤子系统试验也将20Gb／s的数据传输8100km，40Gb／s传输5000km。1994年和1995年80Gb／s和160Gb／s的高速数据也分别传输500km和200km。4实验一半导体激光器P-I特性曲线测量一、实验目的：1.了解半导体