光纤演示实验

❶ 光纤基本光学特性实验表格

光纤特性量测
一、实验目的
1. 以氦氖雷射为光源观察单模（Single mode）及多模（Multimode）光纤的数值孔径（Numerical Aperture）之不同。
2. 利用光纤微弯器（Mode Scrambler）探讨外加应力对单模及多模光纤的光功率传输损耗之影响。
二、实验步骤与实验结果、分析讨论
(1) 光纤数值孔径实验：
在这个实验中，我们准备了单模光纤与多模光纤，经由观察光通过光纤之后在方格屏幕绕射光投影的大小来计算并比较单模光纤与多模光纤数值孔径之不同。实验步骤如下：
首先利用光圈将氦氖雷射调成与桌面同一水平高度，接下来准备我们所需要使用的单模及多模光纤，裁剪适当长度的光纤约一到二公尺，将光纤两端的纤壳（cladding）利用光纤剥皮剪（Fiber Stripper）去除适当长度约五到十公分，为确保光纤断面的平整，我们使用光纤切割机（Fiber Cleaver）来切平光纤断面[注 ]，将光纤两端之断面处理妥当之后，将一端固定於光纤夹柱之中，将光纤放进光纤夹柱沟槽内并使用固定铁片固定光纤，光纤切面需突出光纤夹柱一些以便於将雷射光源耦合进光纤，将以固定光纤之光纤夹柱放置於显微物镜后之固定孔中并以攻芽螺丝固定，光纤另一端以光纤夹架固定，并且将光纤切面放至於距离方格屏幕五公分处。
启动氦氖雷射并将光源入射显微物镜，适当调整显微物镜距离将光源耦合进入光纤纤核（core）中，并适度微调水平及左右位置，使光更容易耦合进入光纤，可在光纤输出端利用光功率计观察是否耦合良好（至少30 % 耦合效率），光源经过光纤后输出光中心尽量对准方格屏幕之中心，并使光源中心在移动平移台时不会有明显偏移，在光源距离屏幕五公分时纪录其输出光直径（方格屏幕一格为1mm），此后每一公分纪录一次光直径，纪录至光源离屏幕十公分时为止，然后画出其输出光直径对距离的分布图形，并计算其最大出射角度 及数值孔径NA = ，其中 为空气的折射率。

光纤输出端与屏幕之距离 单模光纤
输出光直径 (mm) 多模光纤
输出光直径 (mm)
5 cm
6 cm
7 cm
8 cm
9 cm
10 cm

NA

(2) 光纤微弯实验：
在此实验中，我们将氦氖雷射光耦合进入单模或多模光纤，在光纤的中段放置一个光纤微弯器，观察光纤受到挤压后输出光功率如何受到影响。
首先将氦氖雷射调整水平於桌面，取一适当长度光纤，两端去掉纤壳并使用光纤切割器将断面切割平整，光纤输入端使用光纤夹柱固定并使用显微物镜将光源耦合进入光纤，光纤输出端利用裸光纤转接器（bare fiber adaptor）将裸露光纤转换成FC/PC连接头并且连接至光功率计。(注意：裸光纤转接器中有一小缝隙，需小心缓慢将光纤穿过，若无把握可请助教指导。)
实验光源的氦氖雷射输出功率为15 mW，在尚未加上光纤微弯器时，尽量调整显微物镜和光纤输入端的耦合情况，使输出光功率越高越好（至少30 % 耦合效率），如此在光纤经过微弯后之效应较为明显，在光纤中段架上光纤微弯器，此光纤微弯器每转动一小格之移动量为12.5 m。因为光纤微弯器转到底将会将光纤夹断，所以转动不可过急，在输出光功率即将开始有所影响后，再转动10格，也就是再移动125 m左右，大约就是极限值。调整光纤微弯器之移动量在输出光功率即将开始有所影响之处，开始纪录其输出光功率，然后每转动一小格，纪录一次输出光功率，总共纪录十一次后，绘出其输出光功率对移动量之损耗曲线图。

转动格数 移动量 (m) 单模光纤
输出光功率 (mW) 多模光纤
输出光功率 (mW)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

三、问题与讨论
1. 请推导证明：步阶折射率（Step Index）光纤的数值孔径NA = 。
其中 为空气的折射率， 为纤核的折射率， 为纤壳的折射率。
Ans：

2. 在光纤微弯实验中，当受到相同的应力时，单模及多模光纤的光功率传输损耗何者较大？为什麼？
Ans：

四、心得与感想

❷ 谁能给我讲讲激光光纤通讯演示实验的操作流程，实验现象和原理分析

未学

❸ 谁有光纤通信实验报告的数据

嘿嘿，我正在写呢，刚网络了一下，下面有类似的

❹ 在做光纤通信实验时，光纤两端各应放在什么位置

光纤两端均应放在机架内部的法兰盘上，然后用尾纤连接到光源或光功率计上。

❺ 做光纤熔接的实验步骤以及仪器

若是光缆 第一步是量好尺寸用开缆刀开缆 开完缆，开始剥去保护套（光纤剥线铅），剪除加强筋 接着是光纤的预处理 1.除去光纤涂覆层 2.光纤清洁 3.光纤切割（用切割刀） 4.再清洁 5.断面检查、放置光纤（若断面差，重复2，3，4） 6.熔接 7.熔接点的保护（热缩套管来保护） 若熔接损耗大，则需重复2，3，4，5，6

❻ 光纤传输实验采用什么作为发光器件和光接受器件

音频信号光纤传输实验

光纤在通讯领域、传感技术及其他信号传输技术中显示了愈来愈广泛的用途，也显示了其愈来愈重要的地位。随之而来的电光转换和光电转换技术、耦合技术、光传输技术等，都是光纤传输技术及器件构成的重要成分。对于不同频率的信号传输和传输的频带宽度，上述各种技术有很大的差异，构成的器件也具有不同的特性。通过实验了解这些特性及其对信息传输的影响，有助于在科研与工程中恰当地使用这一信号传输技术。
一、实验目的
1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。
2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。
二、实验仪器
FD-OFT-A型音频信号光纤传输实验仪实验主机（包括音频信号发生器、光功率计、LED放射器、SPD接收器等）、多模光纤（装于骨架上），半导体收音机，示波器组成
三、实验原理
1. 音频信号光纤传输系统的原理
传输系统由“光信号发送器”、“光信号接受器”和“传输光纤”三部分组成。其原理主要是：先将待传输的音频信号作为源信号供给“光信号发送器”，从而产生相应的光信号，然后将此光信号经光纤传输后送入“光信号接受器”，最终解调出原来的音频信号。为了保证系统的传输损耗低，发光器件LED的发光中心波长必须在传输光纤的低损耗窗口之内，使得材料色散较小。低损耗的波长在850nm，1300nm或1600nm附近。本仪器
LED发光中心波长为850nm，光信号接受器的光电检测器峰值响应波长也与此接近。
为了避免或减少波形失真，要求整个传输系统的频带宽度能覆盖被传输信号的频率范围。由于光纤对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统频带宽度主要决定于发射端的调制信号放大电路和接收端的功放电路的幅频特性。
2. 半导体发光二极管LED的结构和工作原理
光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求，所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯的任务，目前在以上各方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（light emitting diode，缩写LED）和半导体激光器（Laser Diode，缩写LD）。以下主要介绍发光二极管。半导体发光二极管是低速短距离光通信中常用的非相干光源，它是如图
3所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由直接带隙的GaAs砷化镓P型半导体材料组成，称为有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结，中，有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结，而与右侧P
层之间形成的是P-P异质结，所以这种结构又称为N-P-P双异质结构，简称DH结构。
当在N-P-P双异质结两端加上偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到P-P异质结的的阻挡作用不能再进入右侧P层，它们只能被限制在有源层内与空穴复合，同时释放能量产生光子，发出的光子满足以下关系：

❼ 我找商家做了个15米长演示用的光纤，两头连接收发器，但是不通，听人说是光纤太短造成的，请问是不是呀

应该不会，我以前经常用两三米的光纤连接交换机、控制器、光传输设备等等来做试验，没有碰到过光线太短而不通的。