WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

2. Измерить величину выходной мощности Р1 в порту 1. Отсоединить измеритель мощности от порта 1 и присоединить его к порту 2. Измерить величину выходной мощности Р2 в порте 2.

3. Отсоединить измеритель мощности от порта 2 ответвителя. Отсоединить порт 0 от катушки ВОК. Присоединить измеритель мощности к выходному концу катушки ВОК и измерить величину входной мощности Р0.

4. Собрать установку в соответствии со схемой рис.2. Присоединить источник излучения через катушку ВОК и втулку к порту 1 ответвителя. Присоединить измеритель мощности к порту 2. Волоконный световод порта 0 поместить в иммерсионную жидкость, чтобы убрать отражение от торца волокна.

5. Измерить величину выходной мощности Р2*. Отсоединить порт 1 от катушки ВОК. Измерить величину мощности на выходе катушки ВОК Р1.

Поменять местами порты 1 и 2 и измерить аналогично величины выходной мощности из порта 1 Р1** и мощности на входе Р2**.

6. Рассчитать параметры оптического ответвителя, используя следующие формулы:

Вносимые потери:

A = -10lg((P1 + P2 ) / P0 ) [дБ]. (1) Коэффициент деления:

K = P1 / P2 %. (2) Направленность:

D12 = -10lg P2* / P1* [дБ], (3) D121 = -10lg P2** / P1** [дБ]. (4) Контрольные вопросы 1. Перечислите основные технические характеристики оптического ответвителя.

2. Как определить потери сигнала в каждом из портов ответвителя 3. Где в аппаратуре ВОСП используется свойство направленности ответвителя ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. Источники оптического излучения ВОСП Цель работы: Расширение знаний о принципах работы полупроводниковых источников излучения - лазерных диодов (ЛД) и светоизлучательных диодов (СИД), экспериментальное изучение основных рабочих характеристик ЛД и СИД - Вт/А характеристик, спектра излучения и диаграммы направленности, приобретение навыков практической работы с источниками излучения ВОСП.

Измерение Вт/А характеристик ЛД и СИД производится на установке, схема которой приведена на рис.1.

Рис.1. Структурная схема установки для измерения Вт/А характеристики Измерение спектра излучения производится на установке, схема которой приведена на рис.2.

Рис.2. Структурная схема установки для измерения спектральной характеристики Измерение диаграммы направленности, т.е. пространственной излучения проводится на установке, схема которой приведена на рис.3.

Рис.3. Структурная схема установки для измерения диаграммы направленности Порядок выполнения работы I. Вольт-амперная характеристика 1.1. Собрать установку в соответствии со схемой рис.1. В качестве источника излучения установить светоизлучающий диод (СИД). Изменяя ток накачки IH и регистрируя мощность излучения Ризл, снять зависимость Ризл(Iн) для СИД.

1.2. Установить вместо СИД лазерный диод (ЛД). Установить ток термоэлектрического микроохладителя Iтэмо, соответствующий температуре Т=20 °С. Изменяя ток накачки Iн, снять зависимость Ризл(Iн) для ЛД при Т=20 °С. По измеренной зависимости определить величину порогового Iнпор при Т=20 °С. Установить Iтэмо, соответствующий температуре Т=50 °С. Снять зависимость Ризл(Iн), определить Iнпор для Т=50°С.

1.3. Провести сравнение Вт/А характеристик для СИД и ЛД (по величине мощности РИЗЛ и характеру зависимости Ризл(Iн)).

II. Спектральная характеристика 2.1. Собрать установку в соответствии со схемой рис.2. В качестве источника излучения установить СИД. С помощью линзы сфокусировать излучение на входную щель монохроматора.

Изменяя настройку монохроматора, измерить зависимость мощности излучения Ризл от длины волны.

По измеренной характеристике Ризл() определить центральную длину волны 0 и ширину спектра излучения, по уровню 0,5.

2.2. Установить в схеме ЛД вместо СИД.

Провести измерение спектральной характеристики ЛД аналогично п.2.1.

2.3. Провести значение спектральных характеристик излучения СИД и ЛД по ширине спектра и характеру излучения.

III. Диаграмма направленности 3.1. Собрать установку в соответствии со схемой рис.3. В качестве источника излучения установить светоизлучающий диод (СИД). При помощи микропозиционера провести юстировку приемной части (диафрагма + фотодиод) по максимальному сигналу.

При помощи микропозиционера изменять положение приемной части в горизонтальной и вертикальной плоскости (углы и ) с || соответствующей регистрацией величины принятого сигнала. Измерить зависимости Ризл( ) и Ризл( ). По измеренным зависимостям ширину || диаграммы направленности в ортогональных плоскостях.

3.2. Установить в схеме ЛД вместо СИД. Провести измерение диаграммы направленности ЛД аналогично п.3.1.

3.3. Провести сравнение пространственных характеристик излучения Р( ) для СИД и ЛД.

Контрольные вопросы 1. Каковы механизмы генерации излучения в СИД и ЛД 2. Пояснить различие Вт/А СИД и ЛД 3. В чем различие спектров излучения СИД и ЛД 4. Объяснить различную направленность излучения СИД и ЛД.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. Оптический мульти/демультиплексор Цель работы: изучение принципа действия и основных характеристик оптического мульти/демультиплексора, используемого в аппаратуре ВОСП со спектральным уплотнением каналов в диапазонах длин волн 1.33/1.55 мкм.

Схема установки для измерения характеристик устройства в режиме мультиплексирования (объединения спектральных каналов) приведена на рис.1.

Рис.1 Структурная схема установки для измерения характеристик оптического мультиплексора Схема установки для измерения характеристик устройства в режиме демультиплексирования (спектрального разделения каналов) приведена на рис.2.

Рис. 2. Структурная схема установки для измерения характеристик оптического демультиплексора Порядок выполнения работы I. Работа в режиме мультиплексора 1.1. Собрать схему установки в соответствии с рис.1. На входной порт подается оптическое излучение с длиной волны 1=1,3 мкм от источника излучения через катушку ВОК1 и соединительную втулку 1. На входной порт подается оптическое излучение 2=1,55 мкм от другого источника излучения.

К выходному порту 0 присоединяется измеритель оптической мощности.

1.2. Включить источник излучения с длиной волны 1 и измерить величину оптической мощности на выходе порта О Р0*( 1). Присоединить измеритель мощности к выходу катушки ВОК1 и измерить величину входной мощности Р1(1).

1.3. Присоединить источник с 1 к порту 1, а измеритель мощности к порту 2, и измерить мощность Р21() на выходе порта 2 на длине волны 1. Проверить величину входной мощности P1(1).

1.4. Включить источник излучения с длиной волны 2, излучение которого поступает на порт 2. Присоединить измеритель оптической мощности к порту 0 и измерить величину выходной мощности на длине волны 2, т.е.

Р0*(2). Присоединить измеритель оптической мощности к выходу катушки ВОК2 и измерить величину входной мощности P2(2).

1.5. Присоединить источник с 2 к порту 2, и измерить мощность P12(2) на выходе порта 1 на длине волны 2. Проверить величину входной мощности Р2(2).

1.6. Рассчитать вносимые потери и перекрестные помехи на ближнем конце, используя формулы:

Вносимые потери:

A1(1) = -10lg(P0*(1) / P1(1)) [дБ], (1) A2 (2 ) = -10lg(P0*(2 ) / P2 (2 )) [дБ]. (2) Перекрестная помеха на ближнем конце:

A21(1) = -10lg(P21(1) / P1(1)) [дБ], (3) A12 (2 ) = -10lg(P12 (2 ) / P2 (2 )) [дБ]. (4) II. Работа в режиме демультиплексора 2.1. Собрать схему установки в соответствии с рис.2. На входной порт О подается оптическое излучение с длиной волны 1=1,3 мкм от источника излучения через катушку ВОК1 и соединительную втулку. К выходному порту 1 присоединяется измеритель оптической мощности.

2.2. Включить источник излучения с длиной волны 2 и измерить выходную мощность P1(1) на выходе порта 1 и и мощность Р20(1) на выходе порта 2.

Затем присоединить измеритель мощности к выходу катушки ВОК1 и измерить входную мощность Р0(2).

2.3. Присоединить ко входному порту 0 источник излучения с длиной волны 2=1,55 мкм, а к выходному порту 2 измеритель оптической мощности.

Измерить мощность Р2( 2) на выходе порта 2, а затем мощность Р10(2) на выходе порта 1. Отсоединить демультиплексор от источника и измерить мощность на выходе катушки ВОК2.

2.4. Рассчитать вносимые потери и перекрестные помехи на дальнем конце, используя формулы:

Вносимые потери:

A1(1) = -10lg(P1 (1) / P0 (1)) [дБ], (5) A2 (2 ) = -10lg(P2 (2 ) / P0 (2 )) [дБ]. (6) Перекрестная помеха на дальнем конце:

A20 (1) = -10lg(P20 (1) / P0 (1)) [дБ], (7) A10 (2 ) = -10lg(P10 (2 ) / P0 (2 )) [дБ]. (8) Контрольные вопросы 1. Нарисуйте структурную схему ВОСП со спектральным уплотнением каналов.

2. Какой физический смысл имеет перекрестная помеха в режиме мультиплексирования (демультиплексирования) 3. Перечислите достоинства метода спектрального уплотнения каналов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9. Измерение характеристик оптического изолятора Цель работы: изучение принципа действия и основных характеристик оптического изолятора (оптического вентиля).

Оптический изолятор (ОИ) – невзаимное оптическое устройство, которое используется в аппаратуре ВОСП для защиты лазерных источников излучения от воздействия обратно отраженных сигналов, вызывающих флуктуации интенсивности, перестройку спектра и возрастание шумов. ОИ обеспечивает однонаправленную передачу излучения, повышает стабильность работы лазера и используется в передающей аппаратуре высокоскоростных ВОСП и оптических усилителях.

Принцип действия оптического изолятора основан на невзаимном повороте плоскости поляризации света в результате эффекта Фарадея в магнитооптической среде (магнитные кристаллы, стекла или пленки). Поворот поляризации света, распространяющегося по направлению приложенного поля, будет правовинтовым, а при распространении света против магнитного поля – левовинтовым, т.е. вращение плоскости поляризации света имеет невзаимный характер. Эта невзаимность вращения преобразуется в изоляторе в невзаимность пропускания, когда ОИ имеет малые оптические потери при прохождении излучения в прямом направлении и большие потери – в обратном направлении («вентильный эффект»).

Основными характеристиками ОИ являются:

- вносимые потери (потери в прямом направлении);

- изоляция (потери в обратном направлении);

- обратные отражения;

- поляризационная чувствительность потерь.

Схемы установок для измерения вносимых потерь и изоляции приведены на рис. 1 а, б, соответственно.

а б Рис. 1. Схема установки для измерения вносимых потерь (а) и изоляции (б) ОИ.

Схема установки для измерения обратных отражений приведена на рис. Рис. 2. Схема установки для измерения обратных отражений ОИ Поляризационная чувствительность представляет собой зависимость потерь устройства от состояния поляризации входного излучения. Как правило, точное состояние поляризации на входе волоконно-оптического изолятора всегда неопределенно из-за воздействия окружающей среды на оптическое волокно.

Поляризация излучения может изменяться во времени из-за изменений температуры, давления, изгибов волокна и других факторов.

Поляризационная чувствительность вносимых потерь ОИ измеряется по стандартной методике измерения потерь (см. рис. 1), но с использование контроллера поляризации – прибора, который может изменять состояние поляризации входного излучения. При этом измеряются соответствующие уровни мощности Рi (i = 1, 2) в зависимости от угла поляризации входного излучения. Обычно измерения проводятся для двух значении угла, соответствующих двум ортогональным поляризациям.

Схема установки для измерения поляризационной чувствительности вносимых потерь приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема установки для измерения поляризационной чувствительности потерь ОИ Порядок выполнения работы I. Измерение вносимых потерь 1.1. Собрать установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1 а. ОИ включен в прямом направлении, источник излучения посредством соединительного оптического волокна и оптического соединителя подключен к входному порту ОИ, а измеритель оптической мощности – к выходному порту.

1.2. Измерить оптическую мощность P2 (дБм) на выходном порте ОИ.

Отсоединить входной порт ОИ из розетки оптического соединителя и присоединить измеритель оптической мощности к соединительному оптическому волокну.

1.3. Измерить величину оптической мощности P1 (дБм), поступающей на входной порт ОИ.

1.4. Определить вносимые потери ОИ по формуле A = P2 - P1 (дБ). (1) II. Измерение изоляции 2.1. Собрать установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1 б.

ОИ включен в обратном направлении, источник излучения посредством соединительного оптического волокна и оптического соединителя подключен к выходному порту ОИ, а измеритель оптической мощности – к входному порт ОИ.

2.2. Измерить оптическую мощность P4 (дБм) на входном порте ОИ.

2.3. Отсоединить выходной порт ОИ из розетки оптического соединителя и присоединить измеритель оптической мощности к соединительному оптическому волокну.

2.4. Измерить величину оптической мощности P3 (дБм), поступающей на входной порт ОИ.

2.5. Определить вносимые потери ОИ по формуле I = P4 - P3 (дБ). (2) III. Измерение обратных отражений 3.1. Собрать установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2. ОИ включен в прямом направлении. Источник излучения через оптический ответвитель, оптический соединитель подключен к входному порту ОИ.

Выходной порт ОИ погружен в иммерсионную жидкость с показателем преломления n 1,5 (например, глицерин) для предотвращения отражений от выходного порта. Измеритель оптической мощности присоединен в одному из выходных портов оптического ответвителя, работающего в режиме объединения.

3.2. Измерить величину оптической мощности P5 (дБм), отраженную от входа ОИ и поступающую на выходной порт ответвителя.

3.3. Отсоединить входной порт ОИ из розетки оптического соединителя и присоединить измеритель оптической мощности к вилке оптического соединителя.

3.4. Измерить величину оптической мощности P1 (дБм), поступающей на входной порт ОИ. Определить величину обратных отражений по формуле AОТР = P5 - P1. (дБ) (3) IV. Измерение поляризационной чувствительности потерь 4.1. Собрать установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 3.

Оптический изолятор включен в прямом направлении, источник излучения через контроллер поляризации и оптический соединитель присоединен к входному порту ОИ, измеритель оптической мощности присоединен к выходному порту ОИ.

4.2. Установить при помощи контроллера поляризации значение азимутального угла линейно поляризованного излучения max на входе ОИ, соответствующего максимальной мощности на выходе ОИ.

4.3. Измерить величины оптической мощности P2 (max ) на выходе ОИ и P1(max ) на входе ОИ для установленного на входе угла поляризации max.

4.4. При помощи контроллера поляризации изменить величину азимутального угла входного излучения до получения на выходе минимальной выходной оптической мощности P2 (min ).

4.5. Измерить значение выходной оптической мощности P2 (min ) для угла поляризации min.

4.6. Определить поляризационную чувствительность потерь ОИ по формуле Aпол () = A2 - A1 [дБ], (4) где A1 = P2 (max ) - P1(max ) [дБ], (5) A2 = P2 (min ) - P1(min ) [дБ]. (6) Контрольные вопросы 1. Что вызывает необходимость использования ОИ в аппаратуре ВОЛС 2. Какой эффект положен в основу функционирования ОИ 3. Назовите основные функциональные элементы ОИ.

4. Какие основные характеристики определяют возможность применения ОИ в конкретном типе ВОЛС 5. Что определяет поляризационную чувствительность потерь ОИ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10. Исследование распространения света в пленочных интегрально-оптических волноводах Цель работы: расширение знаний о процессах распространения оптических мод в тонкопленочных оптических волноводах; приобретение навыков экспериментального определения постоянных распространения мод.

Экспериментальное исследование спектров постоянных распространения волноводных мод (волноводного показателя преломления) проводится на лабораторной установке, использующей метод призменного ввода света в волновод. Схема установки приведена на рис.1.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.