Информатика и выч. техника \ Волоконно-оптические системы передачи

Исследование ватт-амперных характеристик полупроводниковых источников света. Исследование пространственных характеристик источников света. Исследование вольт-амперных характеристик фотодиодов

Страницы работы

13 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Лабораторная работа №1.

Тема: «Исследование ватт-амперных характеристик полупроводниковых источников света».

Цель: Знакомство с принципом действия светоизлучающего диода (СИД), суперлюминисцентного диода (СЛД) и лазерного диода (ЛД); исследование их ватт-амперных характеристик (зависимости мощности излучения от тока).

Схема лабораторной установки:

Ход работы:

СИД

ВАХ
I_m, mA	Ри, мВт при t=20ºC	Ри, мВт при t=50ºC	Ри, мВт при t=70ºC
0	0	0	0
10	0,91	0,566	0,341
20	1,82	1,137	0,682
30	2,731	1,706	1,024
40	3,641	2,275	1,365
50	4,551	2,844	1,706
60	5,462	3,413	2,048
70	6,372	3,982	2,389
80	7,282	4,551	2,731
90	8,193	5,123	3,072

СЛД

ВАХ
I_m, mA	Ри, мВт при t=20ºC	Ри, мВт при t=50ºC	Ри, мВт при t=70ºC
0	0	0	0
10	0,648	0,221	0,153
20	3,436	0,983	0,661
30	10,445	2,4665	1,6055
40	25,556	4,9026	3,0836
50	55,912	8,5912	5,2132
60	114,513	13,9213	8,13813
70	224,808	21,3868	12,0278
80	428,785	31,6245	17,0855
90	801,154	45,4464	23,554

ППЛ

ВАХ
I_m, mA	Ри, мкВт при t=20ºC	Ри, мкВт при t=50ºC	Ри, мкВт при t=70ºC
0	0	0	0
10	0,164	0,122	0,115
20	0,543	0,298	0,266
30	1,344	0,546	0,466
40	2,955	0,895	0,708
50	6,091	1,359	1,021
60	12,051	1,9921	1,4131
70	23,18	2,838	1,902
80	43,678	3,9628	2,5088
90	81,015	5,4445	3,2555

СПИ

ВАХ
I_m, mA	Ри, мВт при t=20ºC	Ри, мВт при t=50ºC	Ри, мВт при t=70ºC
12	0,484	0,0134	0,0064
13	0,864	0,0174	0,0084
14	1,535	0,0235	0,0122
15	2,712	0,0312	0,0135
16	4,769	0,0399	0,0159
17	8,355	0,0555	0,0195
18	14,585	0,06585	0,02385
19	25,383	0,08483	0,02883
20	44,052	0,1092	0,03492
21	76,262	0,1462	0,04262

Вывод: Ознакомлены с принципом действия светоизлучающего диода, суперлюминисцентного диода и лазерного диода. Практическим путем были изучены ватт-амперные характеристики. В ходе исследований установлено то,что в диодах СЛД мощность излучения выше чем в других типах диодов (СИД, ЛД), и с увеличением температуры диода, мощность излучения заметно падает.

Ответы на вопросы:

Чем отличается СИД от ЛД и СЛД ?

СИД – спонтанное излучение, рекомбинация электронно – дырочных пар.

ЛД – выпущенная рекомбинация ЭДП.

СЛД – и то и то излучение (первично – спонтанное, которое усиливается в активной области вследствие вынужденной рекомбинации ЭДП)

Каковы основные преимущества и недостатки СИД и ЛД?

Преимущества СИД:

-длительный срок службы

-не требует обслуживания

-низкое электропотребление

-широкий температурный диапазон эксплуатации

-высокая светоотдача

-высокий уровень безопасности

-универсальность

-низкие затраты

Недостатки

-высокая дисперсия светоизлучающего элемента

-низкая устойчивость к радиоактивному излучению

Преимущества ЛД:

-имеет высокую выходную мощность при низком потреблении I

-малое энергопотребление

-малые размеры

-высокая прочность

3. Почему в качестве параметров эл.режима СИД и ЛД выбран ток, а не напряжение?

Напряжение постоянно (устанавливается), а ток – изменяется

Чем определяется величина порогового тока в ЛД?

Входной мощностью ЛД, размером резонатора, потерями в активном слое и поляризующей частотой.

чем отличается гетеропереход от гомоперехода?

Гетеропереход - контакт двух разных полупроводников. Используется для создания потенциальных ям для электронов и дырок в многослойных ПП структурах.

Гомопереход – контакт двух областей с разными типами проводимости в одном и том же ПП.

Чем отличается внешняя квантовая эффективность от внутренней?

Внешняя КЭ – это отношение числа фотонов, излучаемых светодиодом к числу носителей заряда протекающих через его электрический переход.

Внутренняя КЭ – это количество фотонов попадающих на активную область порождает электрон.

Из каких соображений выбирают материал для изготовления источника света?

-дешевизна

-распространенность

-проводимость

8. В какой области ВАХ ЛД преобладает стимулированное излучение?

В той, где ток накачки выше значения тока порогового.

9. Каким образом возникающее внутри СИД или ЛД излучение выводится наружу?

Излучается только часть активной области, которая много меньше критического Qc. Некоторые лучи все равно испытывают отражение.

Лабораторная работа №2.

Тема: «Исследование пространственных характеристик источников света».

Цель: Исследование пространственных характеристик излучения источников света, используемых в волоконно-оптических системах связи, сравнительный анализ диаграмм направленности их излучения, излучения факторов, определяющих эффективность соединений «источник-волоконный светодиод».

Схема лабораторной установки: