实验八 光纤光学基本知识演示

光纤通信实验光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，主要通过在发送端把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

因此构成光纤通信的基本要素是光源、光纤和光检测器。

半导体激光器可以作为光纤通信的主要光源，其具有超小型、高效率和高速工作的优异特点，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

光检测器:把光发射机发送的携带有信息的光信号转化成相应的电信号并放大、再生恢复为原传输的信号的器件。

【实验目的】1.了解和掌握半导体激光器的电光特性和测量阈值电流2.了解和掌握光纤的结构和分类以及光在光纤中传输的基本规律。

3.对光纤本身的光学特性进行初步的研究，对光纤的使用技巧和处理方法有一定的了解。

4.了解光纤通信的基本原理。

【实验仪器】导轨，半导体激光器+二维调整，三维光纤调整架+光纤夹，光纤，光探头+二维调整架，激光功率指示计，一维位移架，专用光纤钳、光纤刀，示波器，音源等。

【实验原理】一、半导体激光器的电光特性实验采用的光源是半导体激光器，由于它的体积小、重量轻、效率高、成本低，已进入了人类社会活动的多个领域。

因此对半导体激光器的了解和使用就显得十分重要。

本实验对半导体激光器进行一些基本的实验研究，以掌握半导体激光器的一些基本特性和使用方法。

半导体激光器的发光原理是基于受激光发射。

要使半导体激光器产生相干的受激光需满足两个条件：既粒子数反转与阈值条件。

粒子数反转就是使处于高能态的粒子（半导体能带中的电子）数多于低能态的粒子数，达到这个条件，工作物质就产生增益。

光纤光学实验报告 - 实验报告 - 书业网篇一：实验八光纤光学基本知识演示实验报告专业班级：学号：---- 姓名：成绩：12篇二：光纤光学与半导体激光特性实验指导书光纤光学与半导体激光器的电光特性由于20世纪70年代光纤制造技术和半导体激光器技术的突破性发展，光纤通信已成为现代社会最主要的通信手段之一。

本实验利用通信用单模光纤和可见光（红光）半导体激光器对光通信过程进行了一个开放的、原理性的模拟，以期通过实际操作，对光纤本身的光学特性和半导体激光器的电光特性进行一个初步的研究。

使学生对光纤和半导体激光器有一个基本的了解和认识。

一．实验目的1．理解和巩固光学的基本原理和知识；2．了解掌握光纤的使用技巧和处理方法；3．了解掌握半导体激光器的使用方法和电光特性；4、了解掌握光纤的一些光学特性和参数测量方法。

二．基本原理光纤通信的光学理论是建立在光的全反射理论和波导理论上的。

现代光通信中使用的光纤一般分为单模光纤和多模光纤两种。

它们在结构上的区别主要在于纤芯的几何尺寸上，图1是光纤结构图。

它由三层结构构成：（1）纤芯：由掺有少量其他元素的石英玻璃构成（为提高折射率），对于单模光纤，直径约9.2 mm，而对于多模光纤，纤芯直径一般为50 mm。

这是它们在结构上的最主要区别。

（2）包层：由石英玻璃构成，但由于成分的差异它的折射率比纤芯的折射率略微低一些，以形成全反射条件。

直径约为125 mm。

（3）涂覆层：为了增加光纤的强度和抗弯性、保护光纤，在包层外涂覆了塑料或树脂保护层。

其直径约245 mm。

激光主要在纤芯和包层中传播。

图1 光纤结构示意图1．光纤端面的处理为了使激光在输入光纤和输出光纤时有一个理想的状态，如较高的耦合效率，均匀对称的光斑和模式。

一般均需要对光纤的端面进行较为细致的处理。

一般光纤端面的处理有两种主要方法。

一种是使用专用刀具进行切割。

另一种为研磨处理。

在本实验中，采用较为简单的手工刀具切割，以使光纤端面较为平整。