- •Введение
- •Лабораторная работа “Измерение ватт-амперных характеристик инжекционного лазера при различных температурах”
- •Относительная спектральная характеристика инжекционного лазера
- •Диаграмма направленности инжекционного лазера
- •Ватт-амперные характеристики инжекционного лазера при различных температурах
- •Зонная диаграмма инжекционного квантоворазмерного InGaAsP/InPлазера
- •Инжекционный лазер с резонатором Фабри-Перо
- •Инжекционный лазер с распределенной обратной связью
- •Внешний вид волоконно-оптического лазерного модуля
- •Конструкция волоконно-оптического лазерного модуля
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение фотоэлектрических характеристик p-I-nфотодиода”
- •Вольт-амперные характеристики p-I-nфотодиода при различных уровнях мощности оптического излучения
- •Энергетическая характеристика p-I-nфотодиода
- •Относительная спектральная характеристика монохроматической чувствительности p-I-nфотодиода
- •CтруктураInGaAs/InPp-I-nфотодиода и его зонная диаграмма
- •Относительная спектральная характеристика InGaAs/ InP p-I-nфотодиода
- •Внешний вид волоконно-оптического фотодиодного модуля
- •Зависимость темнового тока InGaAs/InP p-I-nфотодиода от напряжения обратного смещения
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение амплитудно-частотной характеристики p-I-nфотодиода”
- •Переходные характеристики p-I-nфотодиода
- •Частотная характеристика p-I-nфотодиода
- •Зависимость предельной частоты InGaAs/InPp-I-nфотодиода от толщины поглощающегоi-слоя при различных диаметрах фоточувствительной области
- •Эквивалентная электрическая схема p-I-nфотодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение фотоэлектрических характеристик лавинного фотодиода”
- •Вольт-амперные характеристики лавинного фотодиода в темновом режиме и при освещении, а также вольтовая характеристика коэффициента умножения
- •Структура InGaAs/InPлавинного фотодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение токовой характеристики силы излучения светодиода”
- •Энергетические и фотометрические величины оптического излучения
- •Относительная спектральная характеристика светодиода
- •Диаграмма направленности светодиода
- •Токовые характеристики силы излучения (силы света) в максимуме диаграммы направленности светодиода при различных температурах
- •Поперечное сечение светодиода
- •Внешний вид 5 мм светодиода
- •Относительная спектральная характеристика квантоворазмерного GaAlAs суперяркого красного светодиода
- •Диаграмма направленности квантоворазмерного GaAlAs суперяркого красного светодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Спектральная характеристика кремниевого p-I-nфотодиода
- •Относительная спектральная характеристика монохроматической чувствительности глаза человека
- •Оценка погрешностей результатов измерений
- •Значение коэффициента Стьюдента tдля случайной величиныX, имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы
- •Ряд экспериментальных значений
- •Ряд случайных отклонений результатов
- •Литература
Блок-схема лабораторной установки
Лабораторная установка включается в следующем порядке:
Заземлить стенд, вольтметр и персональный компьютер.
Подсоединить стенд к COM-порту компьютера с помощью ноль модемного кабеля.
Подключить блок питания к стенду при нахождении кнопки включения стенда в положении “Выкл.”.
Подключить блок питания стенда к электрической сети 100-240 В, 50/60 Гц.
Включить стенд (перевести кнопку включения стенда в положение “Вкл.”). Индикатор на кнопке включения стенда указывает на наличие напряжения питания на стенде.
Включить компьютер и запустить интерфейсную программу, управляющую стендом.
Выбрать в интерфейсной программе номер COM-порта, к которому подключен стенд, и произвести соединение интерфейсной программы со стендом нажатием кнопки “F9” на клавиатуре компьютера. Интерфейсная программа произведет диагностику работы стенда и при успешном соединении выведет сообщение “Соединение сCOMxустановлено”, где “х” – номерCOM-порта, к которому подключен стенд.
Если самодиагностика стенда не выявила ошибок, то включить вольтметр и подключить его к выходному электрическому разъему фотодиода на стенде.
Соединить выходной оптический разъем лазерного диода с входным оптическим разъемом фотодиода с помощью одномодового волоконно-оптического кабеля.
Порядок выполнения работы
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Включить приборы в указанном выше порядке.
Ознакомиться с работой интерфейсной программы.
Установить ток накачки лазерного диода 15 мА, при этом мощность излучения лазерного диода указывается в окне интерфейсной программы.
Установить максимальное напряжение питания p-i-nфотодиода, которое позволяет установить интерфейсная программа.
Измерить напряжение Uoutна сопротивлении нагрузкиRLфотодиода с помощью вольтметра. Записать результат измерения напряжения.
Повторить измерение по пп.Рис. 6.5.-Рис. 6.6. для различных напряжений питания p-i-nфотодиода в диапазоне от максимального до минимального значения, установленного интерфейсной программой.
Повторить измерения по пп.Рис. 6.5.-Рис. 6.7. для различных значений мощности оптического излучения лазерного диода (ток накачки лазерного диода 30, 40, 50 и 60 мА).
Для уменьшения ошибок измерений повторить измерения не менее 5 раз.
Произвести обработку экспериментальных данных и оценить случайную погрешность измерения тока IPDчерезp-i-nфотодиод и напряжение смещенияUbiasнаp-i-n фотодиоде, рассчитываемых по формулам 2.5(1.1) и 2.5(1.2), для доверительной вероятностиP= 0.95, при этом значение сопротивления нагрузкиRLсчитать постоянной величиной.
Построить семейство вольт-амперных характеристик p-i-nфотодиода.
Для каждой вольт-амперной характеристики, используя полученные значения мощности лазерного диода, определить величину монохроматической токовой чувствительности p-i-nфотодиода по формуле 2.5(1.3). Рассчитать теоретическое значение токовой чувствительности по формуле 2.2(3.2) на длине волны излучения лазерного диода и сравнить это значение с полученным экспериментально.
Установить при помощи интерфейсной программы напряжение питания на p-i-nфотодиоде равное 0 В.
Установить при помощи интерфейсной программы ток накачки лазерного диода 0 мА.
Измерить напряжение Uoutна сопротивлении нагрузкиRLфотодиода с помощью вольтметра. Записать результат измерения напряжения.
Повторить измерение по пп.Рис. 6.14.-Рис. 6.16. для значений оптической мощности лазерного диода в диапазоне от нуля до максимального значения, установленного интерфейсной программой.
Для уменьшения ошибок измерений повторить измерения не менее 5 раз.
Произвести обработку экспериментальных данных и оценить случайную погрешность измерения тока IPDчерезp-i-nфотодиод, рассчитываемого по формуле 2.5(1.1), для доверительной вероятностиP= 0.95, при этом значение сопротивления нагрузкиRLсчитать постоянной величиной.
Повторить измерения по пп.Рис. 6.14.-Рис. 6.18. для напряжения питания p-i-nфотодиода -5 В.
Построить энергетическую характеристику p-i-nфотодиода для напряжения питания 0 и -5 В.
Определить критическую мощность излучения для p-i-nфотодиода при нулевом напряжении питания.
Содержание отчета
Отчет о проделанной лабораторной работе должен содержать:
название работы, ф.и.о. студента и номер группы;
таблицы с экспериментальными данными;
обработку экспериментальных данных;
вольт-амперные характеристики p-i-nфотодиода при различных мощностях оптического излучения;
значения чувствительности p-i-nфотодиода при различных напряжениях смещения и мощностях оптического излучения;
энергетические характеристики p-i-nфотодиода при различных напряжениях питания;
значение критической мощности излучения p-i-nфотодиода при нулевом напряжении смещения;
выводы.