Лабораторная работа №1- 3 по предмету: Физические основы оптической связи (ДВ 1.2), 8 вариант, 5 семестр

Лабораторная работа 1

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ.
Цель работы:
Целью работы является знакомство с принципом действия светоизлучающего диода (СИД), суперлюминисцентного диода (СЛД) и лазерного диода (ЛД); исследование их ваттамперных характеристик (зависимости мощности излучения от тока), спектральных характеристик и диаграмм направленности.
Порядок выполнения работы
 Лабораторная работа запускается файлом «LR1.exe»
 Нажмите кнопку «далее», введите свои данные
 Из предложенного меню выберите пункт «Краткие теоретические сведения», изучите принципы работы и основные характеристики СИД, СЛД и ППЛ
 Пройдите допуск к лабораторной работе. Допуск считается пройденным, если Вы ответили правильно не менее чем на 7 вопросов из 10.
Приведите в отчет скриншот с результатом прохождения допуска.
 Вернитесь в меню, выберите пункт «Описание схемы лабораторной работы».
Изучите схему, приведите ее в отчет.
 Выберите в меню пункт «Выполнение»
 Снимите семейство ВАХ для ППЛ, введя 9 значений тока накачки от 0 до 40 мА. Укажите марку ППЛ. Определите пороговый ток по графику. Результаты следует оформить в таблицу 1

Таблица 1 – Результаты для построения ВАХ
         
Построить семейство ВАХ на одном графике по точкам. Сделать выводы о характере зависимости, о влиянии температуры.

 Зарисуйте или сфотографируйте спектр ППЛ. Определите по графику λ0 и Δλ0,5 (на уровне уменьшения мощности в 2 раза) Рассчитайте Δf0,5, ТГц
∆f_0,5=(c∙∆λ_0,5)/(λ_0^2 ), (1)
Результаты рассчета вводить не надо! После рассчета просто нажмите кнопку «Далее»
 Снимите семейство ВАХ для СЛД. Укажите марку СЛД. Результаты следует оформить в таблицу 2

Таблица 2 – Результаты для построения ВАХ
            
Построить семейство ВАХ на одном графике по точкам. Сделать выводы о характере зависимости, о влиянии температуры.

 Зарисуйте или сфотографируйте спектр СЛД. Определите по графику λ0 и Δλ0,5. Рассчитайте Δf0,5, ТГц, по формуле (1)
Результаты рассчета вводить в окно не надо! После рассчета просто нажмите кнопку «Далее»
 Снимите семейство ВАХ для СИД. Укажите марку СИД. Результаты следует оформить в таблицу 3

Таблица 3 – Результаты для построения ВАХ
         
Построить семейство ВАХ на одном графике по точкам. Сделать выводы о характере зависимости, о влиянии температуры.

 Зарисуйте или сфотографируйте спектр СИД. Определите по графику λ0 и Δλ0,5. Рассчитайте Δf0,5, ТГц, по формуле (1)
Результаты рассчета вводить не надо! После рассчета просто нажмите кнопку «Далее»
 Результаты измерения и расчета спектра источников излучения занесите в таблицу 4

Таблица 4 – Результаты измерения спектральных характеристик источников излучения
Тип источника излучения ППЛ СЛД СИД
Марка   
λ0, нм   
Δλ0,5, нм   
Δf0,5, ТГц   

Сделайте вывод по полученным результатам.

 Зарисуйте (сфотографируйте) схему для измерения диаграммы направленности источников излучения. Приведите пример изображения результатов измерения на мониторе и осциллографе.
По графику распределения интенсивности в световом пятне (на осциллографе) на уровне уменьшения интенсивности в 2 раза определите ширину пятна Δ1 (цена 1деления равна 3 мм).
Нажмите кнопку «Удалить».
Аналогично измерьте ширину пятна Δ2.
Рассчитайте угол расходимости источника излучения по формуле (2):
θ=2arctg (Δ_2-Δ_1)/2L, (2)
Где L - расстояние, на которое удаляется источник излучения: L=9мм.
Результаты измерения занесите в таблицу 5:

Таблица 5 – Результаты измерения диаграммы направленности источников излучения
Тип источника излучения ППЛ СЛД СИД
Марка   
Δ1, мм   
Δ2, мм   
L, мм   
Ɵ, °   
Постройте диаграммы направленности СИД, СЛД, ППЛ. Сделайте выводы (сравните расходимость излучения различных источников).

Отчет должен содержать:
 Название лабораторной работы
 Цель работы
 Результат прохождения допуска
 Схему лабораторной установки.
 Результаты измерений, графики и выводы согласно пунктам 7÷14.

Лабораторная работа 2

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОДИОДОВ
Цель работы:
Целью работы является знакомство с принципом действия p-i-n ФД и лавинного фотодиода (ЛФД); исследование их спектральных и вольтамперных характеристик.
Порядок выполнения работы
 Лабораторная работа запускается файлом «LR2.exe»
 В верхней строке меню выберите пункт «Теоретическая часть», изучите принципы работы и основные характеристики фотодиодов.
 Пройдите тест к лабораторной работе (верхняя строка меню, «Тест»). Тест считается пройденным, если Вы ответили правильно не менее чем на 7 вопросов из 10. Вопросы и правильные ответы приведите в отчет.
Приведите в отчет скриншот с результатом прохождения допуска.
 В верхней строке меню, выберите пункт «Лабораторная работа/ Описание установки».
Изучите схему лабораторной установки, приведите ее в отчет.
 Выберите в меню пункт «Лабораторная работа/ 1. Спектральная чувствительность»
Снимите спектральные характеристики для кремниевого p-i-n ФД, кремниевого ЛФД, InGaAs p-i-n ФД. Постройте характеристики.
Сделайте выводы, определив по графикам граничную длину волны для каждого фотодиода. Для правильных выводов следует изучить пункт «Лабораторная работа/ 3. Исследование спектральной характеристики»
 Выберите в меню пункт «Лабораторная работа/ 2. Вольт-амперная характеристика фотодиода»
Снимите семейство вольт-амперных характеристик для кремниевого p-i-n ФД, InGaAs ЛФД.
Сделайте вывод о зависимости фототока от мощности излучения. Сравните ВАХ p-i-n ФД и ЛФД
 Выберите в меню пункт «Лабораторная работа/ Контрольные вопросы». Дайте письменные краткие ответы на приведенные контрольные вопросы.


Отчет должен содержать:
 Название лабораторной работы
 Цель работы
 Результат прохождения теста и ответы на вопросы.
 Схему лабораторной установки.
 Результаты измерений, графики и выводы согласно пунктам 5÷6.
 Ответы на контрольные вопросы.

 Лабораторная работа 3

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВ ПОСТРОЕНИЯ ВОСП-WDM

 Цель работы:
Целью работы является знакомство с технологией спектрального уплотнения (WDM).

Порядок выполнения работы
 Лабораторная работа запускается файлом «LR3.exe»
 В верхней строке меню выберите пункт «Содержание», изучите все пункты, с 1 по 13..
 Пройдите тест к лабораторной работе (верхняя строка меню, «Тест»). Тест считается пройденным, если Вы ответили правильно не менее чем на 7 вопросов из 10. Вопросы и правильные ответы приведите в отчет.
Приведите в отчет скриншот с результатом прохождения теста.
 В верхней строке меню, выберите пункт «Задачи».
Решите предложенные 3 задачи, вариант должен соответствовать No пароля.
 Задача No1
Определить длину регенерационного участка для одноволновой ВОСП по формуле, предложенной МСЭ-Т.Определить длину регенерационного участка для одноволновой ВОСП по формуле, предложенной МСЭ-Т.
Вариант 8
PS, мВт 1,1
PR, мВт 0,0012
PD, дБ 1
Me, дБ 5
LСТР, км 1,6
αстр, дБ 0,05
αC, дБ 0,2
αk, дБ/км Кабель с одномодовыми волокнами, работающий на λ=1550нм
αm, дБ 0,03
 Задача No2.

OSNR (оптическое отношение сигнал/шум) в оптическом спектральном канале на входе приемника находится из формулы:
Pch = OSNR + as+ NF +10×lgMус А – 58.
где Pch MPI-S – минимальный допустимый уровень мощности сигнала в одном канале в интерфейсе MPI-S,
as – затухание пролета, равное усилению оптического усилителя,
NF- коэффициент шума усилителя,
значение 58дБ представляет собой оптический квантовый шум в полосе канала на входе усилителя для скорости передачи до 2,5Гбит/с (∆f=2,5ГГц), т.е.

- 58дБ = 10lg(h×f×∆f).
Найденное значение (дБ) следует округлить до целого, ввести в окно и нажать номер варианта.

 Задача No3.
В данной задаче требуется посчитать, сколько волновых каналов (n) вводится в МUX в пункте А и сколько выводится (m) из MUX в пункте D.
Рассчитанные значения следует ввести в окна, а затем нажать цифру с номером варианта

Отчет должен содержать:
1. Название лабораторной работы
2. Цель работы
3. Результат прохождения теста и ответы на вопросы.
4. Решение задач (приведено решение и ответ). Скриншоты с проверкой правильности решения

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физические основы оптической связи (ДВ 1.2)
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка: Зачет
Дата оценки: 28.10.2019
Рецензия: лабораторная работа зачтена.
Гавриленко Ольга Борисовна
Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физические основы оптической связи (ДВ 1.2)
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка: Зачет
Дата оценки: 28.10.2019
Рецензия: лабораторная работа зачтена.
Гавриленко Ольга Борисовна
Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физические основы оптической связи (ДВ 1.2)
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 28.10.2019
Рецензия: задачи решены правильно. Лабораторная работа зачтена.
Гавриленко Ольга Борисовна