2. Измерить ватт-амперную характеристику ЛД.
Для этого установить регулятор тока излучателя «4» в положение, соответствующее минимальному току излучателя, для чего выкрутить обе рукоятки регулятора тока против часовой стрелки до упора. Установить переключатель режима работы «3» в положение «ЛД», в этом случае блок питания будет подключен к лазерному излучателю. С помощью гибкого волоконно-оптического кабеля соединить адаптер ЛД с адаптером фотодиода ФД (см. Рис.3.2 A). Провести измерение зависимости IФД от тока излучателя IИЗЛ в диапазоне от минимального значения IИЗЛ до IИЗЛ=120мА. На первом этапе измерений до достижения порогового тока лазерной генерации рекомендуемый шаг по IИЗЛ составляет ~10мА. При достижении порога генерации ЛД, когда резко возрастает мощность излучения (резко возрастает IФД), необходимо снизить ток IИЗЛ на ~10мА и продолжить измерение зависимости IФД (IИЗЛ) с меньшим шагом по IИЗЛ. Рекомендуемый шаг по IИЗЛ составляет ~2¸3мА.
Рис.3.2. Коммутация лазерного диода (ЛД) и светодиода (СД) с фотодиодом (ФД) с помощью гибкого волоконно-оптического кабеля (ВОК).
3 Обработка экспериментальных данных.
а) Полученные зависимости IФД (IИЗЛ) для СД1, СД2, СД3 и ЛД необходимо пересчитать в ватт-амперные зависимости излучателей, т.е. в зависимости PИЗЛ (IИЗЛ). Ток фотоприемника IФД пропорционален мощности оптического излучения:
IФД = SI × P*ИЗЛ (1)
здесь SI - токовая чувствительность фотодиода, а P*ИЗЛ – мощность оптического излучения, поступающего на фотодиод.
Параметр токовой чувствительности используемого в лабораторной работе фотодиода ФД24К составляет SI =0.23А/Вт для l»0.65 мкм (излучатели СД1 и ЛД), SI =0.18А/Вт для l»0.52 мкм (излучатель СД2) и SI =0.22 А/Вт для l»0.47 мкм (излучатели СД3). При передаче оптического излучения от излучателя к фотоприемнику в волоконно-оптическом кабеле теряется значительная часть излучения. Коэффициент пропускания ВОК составляет ТС = 0.26.
Таким образом, оптическая мощность излучателя PИЗЛ и мощность излучения, поступающего на фотодиод P*ИЗЛ связаны соотношением:
P*ИЗЛ = PИЗЛ ´ ТС (2)
Из (1), (2) следует выражение для пересчета IФД в PИЗЛ:
PИЗЛ = IФД / (SI ×ТС) (3)
в) Используя (3), рассчитать ватт-амперные зависимости PИЗЛ (IИЗЛ) для СД1, СД2, СД3 и ЛД и построить графики этих зависимостей.
с) Исходя из данных графика ватт-амперной зависимости для лазерного диода определить значение порогового тока генерации Ith для данного излучателя. Для определения значения порогового тока на графике необходимо построить прямую линию, аппроксимирующую генерационный участок ватт-амперной зависимости (см.Рис.3). Пересечение этой линии с осью абсцисс задает значение порогового тока лазера (Рис.3).
d) Исходя из полученного значения Ith рассчитать плотность порогового тока Jth , используя формулу:
Jth = Ith / SLD (4)
Здесь SLD – площадь лазерного полоска, SLD= W´L, W – ширина полоска, W=30 мкм, L –длина полоска (длина лазерного резонатора), W=600 мкм. Выразить параметр плотности порогового тока в единицах А/см2.
Рис.3.3. Ватт-амперная зависимость для ЛД. Методика определения порогового тока ЛД.
е) Исходя из полученных ватт-амперных зависимостей PИЗЛ (IИЗЛ), провести расчет параметров внешней квантовой эффективности для СД1, СД2, СД3 и ЛД.
Расчет внешней квантовой эффективности провести по формуле:
h e = (DPизл /DIизл )´(lизл(мкм) / 1.24) (5)
f) Для ЛД рассчитать два значение h e : 1) h e в допороговой области IИЗЛ < Ith , 2) в области генерационного режима работы лазера в интервале тока Ith ¸1.1 Ith.
5. Контрольные вопросы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.