发布时间 : 星期一 文章实验5-1 半导体激光器的特性测试实验更新完毕开始阅读
由于直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点，是低速光纤通信中最常采用的调制方式，但只适合用于半导体激光器和发光二极管，这是因为发光二极管和半导体激光器（对激光器来说，阈值以上部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制也呈线性，所以可以通过改变注入电流来实现光强度调制。 直接调制会引入光源的啁啾，这在长途系统中会引入较大的色散，使传输质量变差，特别是在高速传输系统中，应尽量避免。
直接调制的原理图如图5.1.5。
P I P I a,模拟信号工作在线性区 b,模拟信号工作在截至区 P I 限流点 c,模拟信号工作在饱和区
图5.1.5 半导体激光器的直接调制原理图
上图给出了直接光强度调制的原理示意图，每个图形下面的曲线是要调制的电流信号，右边是调制后输入的光电流信号。从图a中可以看出输入信号和输出信号失真度很小，这种状态下的工作点基本位于线性工作区的中间。图b是工作在截至区的特性，由于工作电流偏低，所以有一部分信号畸变很大，造成信号失真。图c是工作在饱和区（注：任何半导体激光器都会有一个电流上限，从保护激光器和激光器的寿命考虑，设计电路时限流点
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都会小于这个电流上限的20～40%左右）。
因为半导体激光器的结电容特性，直接调制的带宽并不能像上面图中画的那样理想工作，激光器对于不同的输入频率，响应并不相同，一般频率越高，输出的光强调制振幅越小。半导体激光器的带宽定义为当输入信号的振幅相同的情况下，输出光强度调制是低频调制下振幅的1/2时的频率，（现在最高速的调制是10GHz带宽，但我们实验中使用的PN结较大，所以带宽为15KHz左右）。
[实验内容]
1、测试半导体激光器的阈值电流
通过调节半导体激光器的工作电流，观察激光器的输出功率，找到阈值电流。 提示：
1）开机前，检查工作点旋钮是否逆时针旋转到头（将工作点调整旋钮顺时针、逆时针轻轻转动一下，通过手感可以判断是否达到最小，注意不要大力硬行旋钮。）； 2）实验箱中集成了三个半导体，测试其中两个半导体激光器的阈值电流。 3）实验完毕将工作电流旋钮旋转到最小，关机。 2、计算功率效率、外量子效率和外微分效率。 3、观察半导体激光器的调制特性曲线。
通过调节不同区域的电流工作点，观察半导体激光器的调制特性，从而了解半导体激光器的性能。 提示：
1）半导体激光器实验箱内置的是方波信号，当其输出到示波器时，看到的信号本身有失真。 2）准确掌握示波器的用法。
[必做思考题]
1、在图5.3中，V-I曲线的第一段（左面部分）的斜率远远大于第二段（右边部分），如何解释这种现象（提示从二极管工作特性考虑）。 2、为什么LD开机和关机时，工作电流要调整到最小（工作点旋钮要逆时针调整到最小）？ 3、在半导体激光器的电流和输出光功率的曲线中（P-I），为什么最后的斜率变小？（提示从探测器饱和特性考虑）
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