半导体激光器P-I特性测试实验

贵州大学实验报告

学院：大数据与信息工程学院专业：电子信息工程班级：电信131

(

)()d P I e P

hv e hv I

η∆∆∆==⋅

∆ （8-1） ΔP /ΔI 就是图8-1激射时的斜率，h 是普朗克常数（6.625*10-34

焦耳秒），v 为

辐射跃迁情况下，释放出的光子的频率。

图1-1 LD 半导体激光器P-I 曲线示意图

P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流Ith 尽可能小，Ith 对应P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器。这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比（测试方法见实验四）大，而且不易产生光信号失真。并且要求P-I

曲线的斜率适当。斜率太小，则要求驱动信号太大，

给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

在实验中所用到半导体激光器输出波长为1310nm ，带尾纤及FC 型接口。其典型参数如下表1-1所示。

表1-1 本实验半导体激光器的部分参数参考表

Parameter 参数 Symbol 符号 Min 最小值 Typ 典型值 Max. 最大值 Unit 单位

Central Wavelength

中心波长 λ

1280 1310 1340 nm Spectral Width RMS

谱线宽度 λ∆

2 5 nm Threshold Current

阈值电流 th I 8 15 mA Optical output power

输出功率 0P

0.2 0.4 mW Forward Voltage

正向电压 Vf 1.2 1.6 V Rise Time/Fall Time 上升/下降时间

tr/tf

0.3

0.5

ns

本实验所涉及的实验框图如图8-2，R110（1Ω）与激光器串联。

图1-2 激光器工作框图

电路中的驱动电流在数值上等于R110两端电压与电阻值之比。为了测试更加精确，实验中先用万用表测出R110的精确值(将BM1、BM2都拨到中档，用万用表的欧姆档测T103、T104之间的电阻)，计算得出半导体激光器的驱动电流，然后用光功率计测得一定驱动电流下半导体激光器发出激光的功率，从而完成P-I特性的测试。并可根据P-I 特性得出半导体激光器的斜率效率。

实验仪器(1)ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱1台。

(2)FC接口光功率计1台。

(3)FC-FC单模光跳线1根。

(4)万用表1台。

(5)连接导线 20根。

实验步骤

(1)用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。

(2)将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。

(3)旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到1310nm档。

(4)先将万用表两表笔接触，测得误差电阻R1=0.2Ω，然后用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面）为R2=1.2Ω，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。

(5)将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。

(6)打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮

(7)用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。

(8)慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入下表1-2，精确到0.1uW。

(9)做完实验后先关闭交流电开关。

(10)拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将

实验箱还原。实

验内容(1)测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线

(2)根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率

实验数据R=R2-R1=1.2-0.2=1Ω

I=U/I

表1-2 LD的P-I特性测试表

U(mV) 1 2 3 4 5 6 7 8 I(mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 P（uW）0.01733 0.0847 1.909 11.08 20.98 29.99 39.74 49.8 U(mV) 9 10 12 14 16 18 20 22 I(mA) 9 10 12 14 16 18 20 22 P（uW）59.5 69.0 88.2 107.1 128.1 146.5 166.2 185.3 U(mV) 24 26 28 30 32 34 36 38 I(mA) 24 26 28 30 32 34 36 38 P（uW）203.7 223.4 243.9 66.1 64 291.1 303.7 314.9

半导体激光器P-I特性曲线