实验二十四-简易光功率计设计实验
测量小灯泡的电功率实验报告
测量小灯泡的电功率实验报告实验报告：测量小灯泡的电功率一、实验目的1.了解电功率的概念和计算方法；2.学会使用仪器测量小灯泡的电功率。
二、实验原理电功率是指电流通过电器元件时所消耗的电能的速率，通常用单位时间内消耗的电能来表示。
电功率的计算公式为P=UI，其中P是电功率，U 是电压，I是电流。
实验中使用的仪器是万用表，它既可以测量电压，也可以测量电流。
我们将仪器的电流档位设定为所要测量的电流范围，在电路中串联连接，即可测得电路中的电流值。
然后再将仪器的电压档位设定为所要测量的电压范围，在电路中并联连接，即可测得电路中的电压值。
最后，利用电压和电流的测量值，即可计算得到电灯泡的电功率。
三、实验步骤1.将所需的实验仪器和材料准备齐全，包括：万用表、小灯泡、电线等；2.搭建实验电路，将小灯泡串联在电路中；3.设置万用表的电流档位为合适范围，然后将其与电路串联连接，仪器显示的读数即为电路中的电流值；4.设置万用表的电压档位为合适范围，然后将其与电路并联连接，仪器显示的读数即为电路中的电压值；5.记录电流值和电压值，并根据电功率的计算公式，计算得到小灯泡的电功率；6.重复上述实验步骤，以获得更多的数据点，以便后续数据处理和分析。
四、实验数据序号，电流值（A），电压值（V），电功率值（W）----，----------，----------，------------1，0.5，2.5，1.252，0.8，3.0，2.43，1.0，3.5，3.54，1.2，4.0，4.85，1.5，4.5，6.75五、实验结果分析根据实验数据，我们可以看到电流值和电压值的变化对应着电功率值的变化。
随着电流值和电压值的增加，电功率值也随之增加。
这是因为电功率是电流和电压的乘积关系，当电流和电压同时增加时，电功率值会更高。
六、实验总结通过这次测量小灯泡的电功率实验，我们掌握了电功率的概念和计算方法，学会了使用仪器测量小灯泡的电功率。
用硅光电池制作光功率计实验
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为 ０３ ｍ ５ Ａ。若 要 要 求 入 射 光 功 率 为 １ Ｗ 的情 ・ ｍ
况 下 运算 放 大器 的输 出为 １ ， 根据 式（ ） 以 则 Ｖ １可
计 算 得 到反馈 电阻 的取 值 为 ２ ５ ０， ８ ７ 因此用 电压
用 硅 光 电池 制 作 光 功 率 计 实验
韦 晓 茹 居 戬 之 朱 亚 一
（ 州 大 学 ， 州 ，１０６ 苏 苏 ２５０ ）
摘 要
介绍使用运算 放大器以及硅光 电池制 作光功率计 的原理 以及制 作的过 程。实
验涉及到运算放大器 以及硅光电池光谱响应等 基础知识 。
关键词 光 功 率 计 ； 光 电池 ； 谱 响 应 硅 光 文献标识码 ： Ａ 中 图分 类 号 ：Ｎ２ １ Ｔ ０
３ 用 可调 电阻 来 充 当 Ｒ ， ） ，使用 数字万用 表 将其调 至所 需 的阻值 ；
４ 将 可调 电阻 ， 光 电池 及 电源 接入 电路 模板 ； ） 硅
５ 测 量半 导体 激 光器 的功 率并作 记录 。 ）
（ 下转 ２ ） ３页
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２ ２ 实验原 理 ．
具 体实验 的 电原理 图 如图 １ 示 。 所 图１ 实际上 是一 个 Ｉ （ 流 一电压 ） —Ｖ 电 转换 器 。 根据 硅光 电池 ［ 的工 作 原 理可 知 ： 。 ］ 在
线性 测 量 中光 电池 必须工 作 在短 路状 态 下 。 由理 想 运 算 放 大器 ］ 的特 点 可 知 ： １中光 图
１ 引 言
在 光电实 验 中 ， 有关 光 电传 感器 的实 验 很 多 ， 比如 测 量 光 电二 极 管 、 电池 的伏 安特 光 性 、 照特性 等 ， 光 这些实 验 都是 属于 验证 性 实 验 ， 度 很 小 。为 了增 强 学 生 对 所 学 知 识 的 难
光功率计实验报告
一、实验目的1. 了解光功率计的工作原理及测量方法。
2. 掌握光功率计的使用方法，并能够正确测量光功率。
3. 分析光功率与光源、传输介质等因素之间的关系。
二、实验原理光功率计是一种用于测量光功率的仪器，其基本原理是通过将光功率转换为电功率，然后进行测量。
实验中，我们使用光功率计对光源发出的光功率进行测量，通过对比不同光源、不同传输介质的光功率，分析光功率与光源、传输介质等因素之间的关系。
三、实验器材1. 光功率计2. 光源（如激光器、LED灯等）3. 传输介质（如光纤、光缆等）4. 光衰减器5. 光耦合器6. 电源7. 仪器支架四、实验步骤1. 连接实验电路，将光源、传输介质、光功率计等连接好。
2. 打开电源，调节光源输出功率，使光功率计能够正常工作。
3. 使用光功率计测量光源发出的光功率，记录数据。
4. 改变光源类型、传输介质、光衰减器等参数，重复步骤3，记录数据。
5. 对比不同条件下测得的光功率数据，分析光功率与光源、传输介质等因素之间的关系。
五、实验结果与分析1. 光源类型对光功率的影响实验结果表明，不同类型的光源（如激光器、LED灯）发出的光功率不同。
激光器发出的光功率较高，LED灯发出的光功率较低。
这是由于激光器具有较好的方向性和高亮度，而LED灯具有较好的稳定性和较低的成本。
2. 传输介质对光功率的影响实验结果表明，不同传输介质（如光纤、光缆）对光功率的影响较大。
光纤传输过程中，光功率会有一定程度的衰减，而光缆的衰减相对较小。
这是由于光纤具有较低的光损耗，而光缆的光损耗较高。
3. 光衰减器对光功率的影响实验结果表明，光衰减器对光功率有明显的衰减作用。
随着光衰减器衰减量的增加，光功率逐渐减小。
这是由于光衰减器能够降低光功率，以便于进行后续的光功率测量。
4. 光耦合器对光功率的影响实验结果表明，光耦合器对光功率的影响较小。
光耦合器主要用于将光信号从一种传输介质传输到另一种传输介质，对光功率的影响主要体现在光耦合效率上。
光纤光功率计的课程设计
光纤光功率计的课程设计一、教学目标本课程旨在通过光纤光功率计的学习，让学生掌握光纤光功率计的基本原理、使用方法及其在光通信技术中的应用。
具体目标如下：1.了解光纤光功率计的基本原理。
2.掌握光纤光功率计的使用方法。
3.了解光通信技术中光纤光功率计的应用。
4.能够正确操作光纤光功率计进行光功率测量。
5.能够根据测量结果进行数据分析。
6.能够运用光纤光功率计解决实际问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生的科学探究精神，提高他们对新技术的兴趣和好奇心。
2.培养学生团队合作意识，提高他们解决实际问题的能力。
3.培养学生对我国光通信事业的自豪感，激发他们为国家发展做贡献的决心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.光纤光功率计的基本原理。
介绍光纤光功率计的工作原理、主要组成部分及其功能。
2.光纤光功率计的使用方法。
讲解光纤光功率计的操作步骤、测量方法及其注意事项。
3.光通信技术中光纤光功率计的应用。
介绍光纤光功率计在光通信系统中的应用场景，如光纤通信、光纤传感器等。
4.光纤光功率计的实验操作。
安排实验课，让学生亲自动手操作光纤光功率计，巩固所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括：1.讲授法：教师讲解光纤光功率计的基本原理、使用方法及其应用。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得，互相解答疑惑。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解光纤光功率计在光通信技术中的应用。
4.实验法：安排实验课，让学生亲自动手操作光纤光功率计，提高他们的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内知名出版社出版的《光纤光功率计原理与实验》作为主要教材。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《光通信原理》、《光纤技术手册》等。
3.多媒体资料：制作课件、实验视频等，以便于学生更好地理解光纤光功率计的相关知识。
4.实验设备：准备光纤光功率计、光缆、光源等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
光功率计的原理和测量实验报告
光功率计的原理和测量实验报告一、实验目的1.掌握光功率计的工作原理；2.学会使用光功率计测量光源的光功率。
二、仪器设备1.光功率计2.激光器3.光纤三、实验原理光功率计是一种用于测量光源输出光功率的仪器。
其原理基于光电效应，即光线通过光电探测器被吸收后，会使电子从受激态跃迁到导体的自由态，从而产生电流信号。
这个电流信号与光源的光功率成正比。
具体的工作原理如下：1.光线通过光纤进入光功率计的光敏探头；2.光敏探头中的光敏电流由光源的光强决定；3.光敏电流经过放大和转换，被计算机或显示器转化为可读取的光功率值。
四、实验步骤1.将激光器的输出端连接至光纤的一端，另一端连接至光功率计的光敏探头；2.打开激光器和光功率计；3.调整激光器的功率，使其保持稳定；4.读取光功率计的光功率值。
五、实验结果通过实验测量，得到不同激光器功率下的光功率值如下表所示：激光器功率(mW)，光功率(mW)---------------，---------------10，8.520，16.230，25.1六、实验分析根据实验结果可知，激光器的功率与光功率计测得的光功率之间存在一定的误差。
这可能是由于光纤的损耗或光敏探头的非线性等因素造成的，也有可能是仪器本身的误差。
为了减小误差，我们可以校准光功率计，并使用较高质量的光纤和光敏探头。
另外，在实验过程中需要注意激光的安全性。
由于激光器输出的光线是聚焦为高强度光束，对人眼和皮肤有一定的危害。
因此，必须戴上合适的安全眼镜，并避免直接接触激光。
七、实验总结。
平均光功率测试实验报告
平均光功率测试实验报告一、实验背景嘿，同学们呀，咱们今天来聊聊这个平均光功率测试实验。
这个实验呢，在咱们光学相关的知识体系里可是相当重要的哦。
光功率这东西呀，就好比是水流的流量一样，如果把光想象成一种特殊的“水流”，那光功率就是它的“流量大小”啦。
在很多实际的应用场景里，像光纤通信呀，知道光功率的大小是非常关键的。
要是光功率不合适，就好比水流太大把管道撑坏了，或者水流太小达不到灌溉的目的一样，在光纤通信里可能就会出现信号传输不好的情况呢。
二、实验目的咱做这个实验的目的呢，就是要准确地测量出平均光功率。
这就像是咱们要精确知道一个容器里到底装了多少水一样重要。
通过这个实验，大家要学会使用测量光功率的仪器，了解光功率在不同条件下的表现，还得能分析测量结果背后的意义哦。
三、实验仪器1. 光功率计。
这可是咱们测量光功率的主力军呢，就像厨师做菜离不开锅一样，咱做这个实验可离不开它。
这个光功率计呀，有个显示屏，可以直接显示出光功率的数值，特别直观。
2. 光源。
这就是光功率的来源啦，就像水库是水的来源一样。
不同的光源发出的光功率可能不一样，而且光的特性也会有所不同呢。
四、实验步骤1. 首先呢，咱们要把光功率计连接好电源，并且进行一些基本的设置。
这就好比给咱们的工具做个初始化，让它处于一个准备好干活的状态。
同学们可别小看这一步，要是这一步没做好，后面的测量可能就全乱套了。
2. 然后把光源打开，让它稳定地发出光。
这就像汽车启动了要等发动机稳定运行一样，光源也要稳定一下，这样测量出来的结果才准确。
3. 接下来，把光功率计的探头对准光源，一定要对准哦，就像射箭要瞄准靶心一样。
这个时候光功率计就会显示出光功率的数值啦，这就是咱们要测量的平均光功率。
4. 在测量的过程中呢，咱们可以改变一些条件，比如光源的强度呀，或者光功率计探头和光源之间的距离之类的。
然后再看看光功率的数值有什么变化，这就像是在做游戏的时候改变规则，看看结果会有什么不同一样有趣呢。
简易测试光功率计
光检测大作业——简易照度计的制作一、作品介绍照度计，或称勒克斯计，是一种专门测量光度、亮度的仪器仪表。
测量光照的强度（照度）是物体被照明的程度，也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。
照度计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表组成。
我们制作的简易照度计主要使用光电池接收光信号，再通过放大电路，经过AD 转化，最后在LED 数码管上显示光强值。
商业中的照度计，中间采用了一块比较弱的单片机作为处理器。
虽然功能单一，但体积更小，更加方便。
在本次实验中，我们采用80C51单片机，以及已经集成的整套实验装置，体积较大。
但作为前期开发，以实现功能为主要目标，在细化的工作中，可以考虑减小体积的方案。
二、制作原理简易照度计原理流程图如图1所示：图1 1、光信号接收与放大模块光电池用于接收光信号并将光信号转换为电信号，光电池是利用障层或阻挡层在光辐射作用下产生光伏效应所制成的光电器件，而其工作原理在此不做具体详述。
而此时电信号比较微弱，即所对应的电压值较小，然后通过前置放大电路将信号进行放大以便于感应测量，所用的前置放大电路，如图2所示。
这里要注意的是光电池的安装方向，正负接反会达不到应有的结果。
光信号较弱的电信号 电信号放大 结果显示光电池 微机系统前置放大电路图2图中GD1为所用的光电池，而放大电路运用负反馈接法，反馈电阻R1阻值为50MΩ，而经过计算与实际测量，光信号通过光电池GD1转换成电信号后，其所对应的电压V0与放大电路输出的电压V1的比值为V0：V1≈1：10。
而在前置放大电路中，若采取一些措施，例如将反馈电阻R1由固定的阻值改为阻值可调的可变电阻器，那么放大电路的信号放大倍数也将变为可调，那么配合后阶段的微机系统的转换，最终照度计的量程也将变为可调，不过我们由于时间较为有限，在这里只是作为一种优化方案提出这一构想。
2、照度计读数显示模块：通过前置放大电路的电压，经ADC转换与单片机处理，最后实现光强信号在LED上的读数显示。
光电子实验
目录实验一发光二极管、光电二极管和光电三极管的应用实例（光开关）实验二光电器件伏安特性测试实验实验三光电器件光照特性测试实验实验四制作简易光功率计和测量激光器的光功率实验五LED光源I —P特性曲线测试实验一发光二极管、光电二极管和光电三极管的应用实例（光开关）实验目的：1. 具体了解常用半导体光电器件的使用方法和电路，培养同学的动手能力。
2. 通过实验中的应用光电器件的电路的制作，提高分析和解决实际问题的能力。
实验器材：1. 半导体光电器件：发光二极管、光电二极管、光电三极管、反射型光电开关。
2. 电子器件：半导体三极管（NPN型：9013）、电阻3. 电路板（Light Switch Circuit ）、导线、焊接材料、干电池（6V ）。
4. 工具：万用电表、电烙铁、剪刀、镊子。
实验内容和步骤：1. 发光二极管（LED的研究1）按照图1-1连接电路板（Light Switch Circuit ）中Fig.1所示的电路，发光二极管相对于电源处于正向连接。
观察发光二极管的发光情况，记录毫安表的电流及其方向；发光二极管引脚图图1-12）按照图1-2连接电路板（Light Switch Circuit ）中Fig.1所示的电路，发光二极管相对于电源处于反向连接，观察发光二极管的发光情况，记录毫安表的电流及其方向;图1-22. 光电二极管（photodiode）的研究1）按照图1-3连接电路板（Light Switch Circuit对于电源处于正向连接。
测量并记录其电流及其方向;2）按照图1-4连接电路板（Light Switch Circuita）有光照时和b）无光照时时电流，并作记录（包括电流的方向）；3. 光电三极管的研究1）按照图1-5连接电路板（Light Switch Circuit对于电源处于反向连接。
图1-3图1-5光电三极管引脚图）中Fig.2所示的电路，光电二极管相）中Fig.2所示的电路，光电二极管相对于电源处于反向连接。
光功率计课程设计
目录摘要 (1)第1章概述 (2)1.1 引言 (2)第2章光功率计的基本原理 (4)2.1光功率计键位及功能 (4)2.2光功率探头结构 (5)2.3 A/D转换器及89S52单片机在光功率计中应用 (6)第3章设计结果 (9)3.1分析工作过程 (9)3.2改进方法 (9)第4章心得体会 (10)参考文献 (11)光功率计测试仪改良设计摘要:光功率检测是光的最基本测量技术之一，广泛应用于光通信设备、光电武器装备的测试和光器件的生产中。
所谓光功率计（PM——optical power meter），即用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器，由光电探测器、电子设备和显示器构成。
其在光纤领域内的重要性就像数字万用表在电子工业中一样。
本次课程设计即围绕光纤通信中功率的测试工具——光功率计作一定探究。
关键词: 光功率计；功率测量；PIN光电二极管第1章概述1.1 引言目前光功率测量方法有两种，一种是热转换型方式，利用黑体吸收光功率后温度的升高来计算光功率的大小，这种光功率计的优点是光谱响应曲线平坦、准确度高，缺点是成本高，响应时间长，因此，一般被用来作为标准光功率计；另一种是半导体光电检测方式，利用半导体PN结的光电效应，目前，适合于光纤通信系统应用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。
ADP具有雪崩放大作用、响应度高，但附加噪声大、偏置电压高、温度稳定性差、结构复杂且价格高，因此光功率检测的仪器一般采用PIN光电二极管作为光电转换器件，所以通用光功率计一般是采用PIN 光电二极管作为光探测器件的。
光功率计的基本工作原理是被测光投射到PIN光探测器上变为电流，再经I/V 变换电路和程控放大电路得到电压信号。
这个信号送到程控低通滤波器及响应度补偿放大电路，得到与功率值相对应的直流电压，经A/D转换得到表示功率大小的数字量，控制处理部分进行数据处理和判断后，送至显示器进行功率显示或给出超量程或欠量程指示并发出量程转换命令进行量程的自动控制。
光功率计的原理和测量实验报告
光功率计的原理和测量实验报告光功率计是一种用于测量光束功率的仪器，在光通信、激光器工程、光子学等领域有着广泛的应用。
它的测量原理基于光电效应和热效应，通过测量光束对光接收器产生的电信号或温度变化进行电信号或温度变化进行测量。
光功率计的主要构成部分包括光接收器、光与电转换电路和显示装置。
光接收器通常采用光电二极管或光电倍增管，其特性决定了光功率计的测量范围和灵敏度。
光与电转换电路将光接收器接收到的光信号转换为电信号，经过放大和滤波后输出给显示装置进行显示。
显示装置可以是示波器、数字显示屏等，用于显示功率测量值。
在光功率计的测量实验中，首先需要校准仪器。
校准过程包括测量标准光源的功率输出和光功率计显示值之间的差异，以确定光功率计的误差。
标准光源通常是一个已知功率输出的激光器或可调功率电源。
通过将标准光源的输出功率分别输入到光功率计和标准功率计进行测量，并将两者的读数进行比较，可以得到校准系数。
在实际测量中，应根据被测对象的特点选择合适的测量模式。
如果被测对象是连续输出的激光器或光纤等，则可以选择直接读数模式进行测量。
此时，将光功率计接收器对准光束，并将光功率计显示装置调至刻度最大值，读取示数即为光束的功率。
如果被测对象是脉冲输出的激光器或光纤等，则应选择峰值功率模式进行测量。
在这种模式下，光功率计会在一定时间窗口内记录到光脉冲的峰值功率。
总之，光功率计利用光电效应和热效应的原理，通过测量光接收器产生的电信号或温度变化来测量光束的功率。
在实际测量中，需要先进行校准，然后选择合适的测量模式进行测量。
在操作过程中应注意排除干扰源，并保持测量环境的稳定温度。
以上是光功率计的原理和测量实验报告的1200字以内的回答。
光功率计设计
专业课程设计报告一、设计题目：光功率计的制作二、设计要求：1．利用LD激光二极管作为光源，设计电路测其光功率值大小2．用数码管显示数值3．根据数码管显示数值，通过分析，计算光功率值4．分析实验中存在误差，尽量的克服和消除。
5．记录实验数据，与LD激光二极管光功率真实值大小对照并分析误差等6．书写实习报告等三、分析设计1：光功率计设计分析过程：(a) LD激光二极管发出光信号通过光电接收器（PIN）转化为电信号（电流）。
其中光功率P与电流I存在如下关系：I=RP （R光电检测器的响应度，P为LD输出光功率值）（b）使用LD,由于光检测器（PIN）形成的是小信号电流，所以必须设计放大电路对小信号进行放大，以达到模数转换芯片所能正常工作所需电压幅值的要求.由于此实验只用到+5v直流电压，对于直流信号只需加电阻放大即可。
(c) 把此电压U的正负两端分别与数码管的31，30管脚相连，经过ICL7107A/D模数转换，用数码管将放大的电压电信号显示出来。
(d) 当光信号发生变化时，数码管所显示的数值随放大电路参数的改变而成比例变化，即设计基本正确；数码管所显示的电压值就是此时输入的光功率值的代换值。
即:P=U/（R1*R）其中R：光电检测器响应度2:光功率计的设计思想:测量光功率是光纤通信测量一个重要步骤，测量光功率有热学法和光电法和其他的特殊方法。
由于我们所学知识的限制，我们通过自己所熟悉的光电法来实现功率计的制作。
光电法就是用光电检测器检测光功率，设计中使用PIN光电二极管作为光电检测器。
实质上是测量PIN在受光辐射后产生的微弱电流，根据光功率P与PIN生成电流I的关系式;I=RP此电流与入射到光敏面上的光功率成正比，R为光电检测器的响应度。
检测到的电流经过I/V变换，波长矫正后，再经过A/D转换模块，把模拟的电信号转化成数字信号通过数码管显示出来。
因此，光功率计实际上是光电检测器PIN 、I/V 变换、 A/D 转换电路、数字显示电路这四个模块的结合。
光功率测试仪原理及设计
I功率型LED光功率测试仪设计功率型LED光功率测试仪是用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。
通过测量发射端机的绝对功率，一台功率型LED光功率计就能够评价光端设备的性能。
用光功率计与稳定功率型LED组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性并帮助评估光纤链路传输质量。
功率型LED光功率测试仪具有超宽的光功率测试范围、精准的测试精度和超常的使用寿命。
目前，日本安腾公司生产的AQ-1112B型，测量精度高，可达正负2%以内，但灵敏度较低;本设计采用光敏电阻达到光电转换的目的，利用高精度单片机STC12C5A60S2作数据处理和显示，精确度很高，可达到正负1%以内。
关键词：LED，光功率，测试仪目录摘要................................................................................................. 错误！未定义书签。
ABSTRACT ...................................................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论 (1)1.1 意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 设计内容 (1)2 光度学理论基础 (1)2.1 定义及应用 (1)2.2 光学量 (2)2.2.1 光通量 (2)2.2.2 发光强度 (3)2.2.3 光亮度 (4)2.2.4 光出射度 (5)2.2.5 光照度 (5)3 系统设计 (6)3.1 系统设计 (6)II3.2 硬件设计 (6)3.2.1 LED光源部分 (6)3.2.2光电转换部分 (9)3.2.3 A/D转换和数据处理部分 (10)3.2.4显示部分 (13)3.2.5硬件总图 (14)3.3 软件设计............................................................................. 错误！未定义书签。
光功率计的设计
光功率计的设计四川九州电子科技股份有限公司技术中心刘学唐谢亮摘要:本文阐述了光功率计的设计方案和原理框图,通过研究和开发试验,从开发光功率计的几种思路中得到了一种实用的工程方案。
关键词:PIN二级管;对数放大器;多路模拟开关引言随着光纤通讯的成熟和普及,光功率计在电信和广电等领域的应用越来越多。
目前在已有的各种开发方案中,存在各种各样的问题,尤其在实际工程化中,存在测试误差大、成本高等问题。
如何得到一种低成本又实用的设计方案,在目前光电子技术和DSP技术日趋成熟的今天,实现此目标成为了可能。
一、光功率计的原理框图光功率计的设计原理可以用如下框图来表示:图1由PIN二极管产生的光电流很小,不能直接用于测量,所以需要通过适当的低噪声放大后,再进行数据处理。
二、PIN二极管根据结构的不同,半导体光电二极管可分为P-N结型、PIN结型、雪崩型以及肖特基结型光电二极管。
在光纤通信领域的应用中,为了克服光生载流子扩散时间长的缺点,在P-N结型光电二极管的P型层和N型层中间加入一层本征型的高阻I型层。
当管芯加上一定反向电压后,其耗尽区便可在整个I型层展开,亦即扩展了耗尽区,而光生载流子扩散区域则被压缩,这种结构的光电二极管称为PIN光电二极管。
光电二极管的输出电流为：I＝IS＋IΦ＝IS＋SΦΦ为光通量,S为光电灵敏度或响应度,IS为二极管的反向饱和电流。
若无光照时, I＝IS为光电二极管的暗电流。
输出电流(I)和输入光功率(P)大致有如下关系(图3)：图2由曲线可以看出,电流与输入功率的关系并不是线性关系,但可以通过分为若干区间,这样在每个区间里,可以近似地作为线性来处理。
这是设计光功率计的一般处理方法。
PIN二极管型号的选择主要是根据所做光功率计的测量范围来确定的。
常用的PIN二极管(如FU-15PD)都是小信号工作器件,光敏面不合适,能接收的光功率范围很有限,所以一般不用来做光功率计的探测器。
笔者做光功率计所选的PIN二极管参数如下表:图3三、放大器设计的几种思路在A/D转换器之前的放大器部分,传统的设计方案有三种:(1)PIN-TIA探测器;(2)PIN管＋运算放大器;(3)PIN管＋对数放大器。
实验二十四-简易光功率计设计实验
光纤通信中的综合设计实验实验二十四简易光功率计设计实验一、实验目的1、学习检测器光电转换原理2、了解测试仪器校准方法3、掌握光功率计设计基本思路二、实验要求1、根据I-P特性曲线设计简易光功率计2、对自己所设计的光功率计进行校准三、预备知识1、了解光功率计的用途，用法四、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台2、光功率计 1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线 1根4、万用表 1台5、连接导线 20根五、实验原理光通信离不开光功率这个重要参数，而光功率计就是测量光功率的仪表。
测量光功率有热学法和光电法。
热学法在波长特性，测量精度等方面较好，但响应速度慢，灵敏度低，设备体积大。
光电法有较快的响应速度、良好的线性特性而且灵敏度高，测量范围大，但其波长特性和测量精度方面不如热学法。
光电法就是用光电检测器检测光功率，实质上是测量光电检测器在受光辐射后产生的微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导体光电传感器（即检测器，亦称探测器）与电子电路组成的放大、数据处理单元的组合。
电子电路部分一般称为主机，半导体光电传感器称为探头。
基本原理方框图如图24-1所示。
图24-1 光电型光功率计原理方框图要设计一台完整的光功率计，其设计电路必须包括光电变换器（光电探测器），I-V变换电路，低通滤波器，波长矫正电路，A-D变换，数字显示等部分。
而其最基本的检测原理就是光电探测器I-P的线性关系。
即探测器的输出电流大小与输入光功率成线性关系。
利用实验五中所测得的探测器的I-P特性曲线，若测得探测器的输出电流大小，即可得出输入光功率的大小。
在实验箱实现简易光功率计设计电流模块中，光电变换器输出电流的测定主要通过I-V 变换后测得的电压计算得到。
其关系为I＝V/10000；根据I-P特性关系即可获得光功率大小的值。
用标准光功率计对自己设计的简易光功率计进行校准。
光功率计的使用实训总结
光功率计的使用实训总结光功率计是用于测量光源输出功率的一种仪器，广泛应用于光通信、光纤传感等领域。
我们在光通信实训中对光功率计进行了使用实训，通过实际操作和实验，我们对光功率计的原理、使用方法以及注意事项有了深入的了解。
首先，我们学习了光功率计的原理。
光功率计的工作原理是利用光电二极管或光电探测器将光能转化为电信号，再经过电路放大和信号处理，最终得到光功率的测量结果。
了解了原理后，我们对光功率计的测量范围、灵敏度等性能指标有了更好的理解。
其次，我们学习了光功率计的使用方法。
在实际操作中，我们首先连接光纤和光功率计，确保光纤与光功率计之间连接紧密，避免信号损失。
接下来，我们打开光功率计，并设置相应的测量参数，如波长、单位等。
然后，将待测光源对准光功率计的探测端口，观察显示屏上的功率数值，并记录测量结果。
此外，我们还注意到了一些使用光功率计的注意事项。
首先，使用过程中要注意光功率计的保护，防止受到外界的损坏，同时注意光纤的清洁和保护，确保光的传输质量。
其次，光功率计是一种高精度的仪器，操作时需要小心谨慎，避免碰撞或其他不当操作导致的故障。
最后，对于不同的光源，我们需要根据其特性选择合适的测量范围和光功率计的参数设置。
通过实际操作和实验，我们对光功率计的使用有了进一步的认识。
实际操作中，我们注意到光功率计的测量结果受到一些因素影响，如环境光的干扰、光纤的插损等，因此需要在测量时进行相应的补偿和纠正。
总的来说，光功率计的使用实训使我们对光功率计有了更深入的了解，掌握了光功率计的原理和使用方法。
通过实际操作和实验，我们熟悉了光功率计的操作流程，并注意到了使用光功率计需要注意的一些事项。
这对我们今后在光通信领域的学习和实践都具有重要的意义。
2023年全国中考物理试题 光功率 实验探究题精选
2023年全国中考物理试题光功率实验探
究题精选
实验材料
- 光源
- 光功率计
- 直尺
- 镜子
- 透明平板
- 可调反射板
- 实验笔记本
实验步骤
1. 将光源置于实验桌上，并用直尺固定位置。
2. 将光功率计插入电源，并将传感器朝向光源，使得光源照到传感器上方。
3. 调节可调反射板和镜子的角度，使得光线经过透明平板的时候发生折射，并正确反射到光功率计的传感器上。
4. 记录下不同角度下的光功率计读数。
5. 根据实验结果分析得到光线的折射、反射关系，并解释其原理。
注意事项
- 实验过程中注意光源与光功率计、透明平板、反射板、镜子的相对位置。
- 实验结束后及时注意关闭光源和光功率计，及时整理实验器材。
结论分析
根据实验结果，得到光线的折射、反射关系。
光线经过透明平板时会发生折射，且入射角和折射角大小一定，关系为
$sin{i}=\frac{sin{r}}{n}$；当光线垂直照射透明平板时，入射角为0，折射角也为0，光线不发生折射。
当光线照向反射板或镜子时，光线会发生反射，且反射角等于入射角，且光线在平面上的反射角与入射角相等。
其原理是光线照射到玻璃或者更高折射率物质的时候，其速度减小，经过玻璃的时间增加，折射角随之变小；相似地，光线垂直照射玻璃时，由于不存在折射时的速度的变换，因此光路不发生弯曲。
这个实验可帮助同学们巩固物理学中的光路知识点，加深对光
的反射、折射、光路的理解，为中考物理考试的顺利通过提供帮助。
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光纤通信中的综合设计实验
实验二十四简易光功率计设计实验
一、实验目的
1、学习检测器光电转换原理
2、了解测试仪器校准方法
3、掌握光功率计设计基本思路
二、实验要求
1、根据I-P特性曲线设计简易光功率计
2、对自己所设计的光功率计进行校准
三、预备知识
1、了解光功率计的用途，用法
四、实验仪器
1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台
2、光功率计 1台
3、FC/PC-FC/PC单模光跳线 1根
4、万用表 1台
5、连接导线 20根
五、实验原理
光通信离不开光功率这个重要参数，而光功率计就是测量光功率的仪表。
测量光功率有热学法和光电法。
热学法在波长特性，测量精度等方面较好，但响应速度慢，灵敏度低，设备体积大。
光电法有较快的响应速度、良好的线性特性而且灵敏度高，测量范围大，但其波长特性和测量精度方面不如热学法。
光电法就是用光电检测器检测光功率，实质上是测量光电检测器在受光辐射后产生的微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导体光电传感器（即检测器，亦称探测器）与电子电路组成的放大、数据处理单元的组合。
电子电路部分一般称为主机，半导体光电传感器称为探头。
基本原理方框图如图24-1所示。
图24-1 光电型光功率计原理方框图
要设计一台完整的光功率计，其设计电路必须包括光电变换器（光电探测器），I-V变换电路，低通滤波器，波长矫正电路，A-D变换，数字显示等部分。
而其最基本的检测原理就是光电探测器I-P的线性关系。
即探测器的输出电流大小与输入光功率成线性关系。
利用实验五中所测得的探测器的I-P特性曲线，若测得探测器的输出电流大小，即可得出输入光
功率的大小。
在实验箱实现简易光功率计设计电流模块中，光电变换器输出电流的测定主要通过I-V 变换后测得的电压计算得到。
其关系为I＝V/10000；根据I-P特性关系即可获得光功率大小的值。
用标准光功率计对自己设计的简易光功率计进行校准。
同一个探测器，对输入不同波长光的响应度是不同的，即其I-P特性曲线不同。
这就是标准光功率计中的波长矫正电路的作用，即对不同波长输入光设定不同的响应度。
然后经过矫正的模拟信号进行A/D转换，最后用数字显示电路将具体光功率值显示出来。
利用实验箱中探测器检测电路及I-V变换电路，可以测得探测器检测光功率时得到的电流，根据I-P特性曲线，可以简略得知输入光的功率，从而达到设计简易光功率计的目的。
模数转换电路以及数字显示等电路非本课程重点，本实验不予赘述。
六、注意事项
1、光学器件的使用要轻拿轻放。
七、实验步骤
1、PCM编译码模块T661与CPLD下载模块983连接，T980与1310nm光发模块输入端T101连接。
2、用FC-FC光纤跳线将1310nmT光发端与131nmR光收端连接。
拨码开关BM1、BM2、BM3分别拨为：数字、1310nm和1310nm，并且将开关K121拨上。
3、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。
4、接通PCM编译码模块(K60)、CPLD模块（K90）和光发模块(K10)的直流电源。
5、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流，使之为30mA，用万用表测试T123与电源模块中的地之间电压V，填入下表中，将1310nm光收端机端光纤取出，测试此时光功率并填入对应表格中。
6、调节W101，减小驱动电流为下表中的数值，测试T123与地之间的电压，取出光纤测试光功率，填入对应表格中。
7、依次关闭各直流电源、交流电源，将开关K121拨下，拆除导线，将实验箱还原。
将测得的电压，代入公式I＝V/10000中，计算得到检测器输出电流I，填入对应表格中。
表24-1 实验数据
8、根据上表作出1310nm半导体检测器的I-P特性曲线。
9、根据I-P特性曲线，计算得到半导体检测器的响应度。
10、测试一未知输入光时，检测器输出电流，根据响应度计算得到输入光的光功率，并用标准光功率计测量得到标准光功率，分别填入表24-1中。
11、改变输入光功率大小，重复实验步骤3，完成表24-2。
12、根据1310nm光波长光功率计设计步骤，设计并完成1550nm光功率计设计步骤。
13、实验完毕后依次关闭各模块电源，将实验箱还原。
响应度R＝
表24-2 简易光功率设计实验数据
八、实验报告
1、字迹工整
2、原理分析透彻
3、写出光功率计校准实验步骤
4、记录自己设计的光功率计与标准光功率计测量光功率时的差别，并指出偏差原因
九、思考题
1、标准光功率除了实验箱中的这些部分外，还有哪些部分组成?
2、校准光功率计时需要注意哪些注意事项？
3、不同波长光功率的检测有何不同？。