Экспериментальная установка
Суть эксперимента состоит в подаче на входное окно исследуемого фотодиода излучения с заранее известными параметрами и регистрацией выходного сигнала фотодиода, как правило, напряжения на нагрузочном резисторе. Излучение может быть как когерентным (источник - полупроводниковый лазер), так и некогерентным (источник - полупроводниковый светодиод), при этом средняя мощность излучения стабилизируется по параметрам накачки излучателя.
Рис. 2.4. Схема экспериментальной установки. 1 – генератор оптический ОГЧ-162; 2 – генератор Г3-112; 3 - волоконный световод МВО-1; 4 - фотоприемник кремниевый; 5 - источник питания постоянного тока Б5-48; 6 - магазин сопротивлений; 7 - осциллограф С1-92.
Блок схема экспериментальной установки приведена на рис. 2.4. Оптический генератор (1) содержит стабилизатор и излучатель, модуляция излучения на выходе которого осуществляется от внешнего генератора (2). Модулированное излучение подаётся на вход исследуемого фотодиода (4) через световод (3), апертура которого согласованна с апертурами источника и приёмника. Напряжение электрического сигнала на нагрузочном сопротивлении (магазин сопротивлений (6)) фотодиода измеряется с помощью осциллографа (7). В вольтаическом режиме источник напряжения смещения (5) подключается к верхнему разъёму на корпусе фотоприёмника. В гальваническом режиме этот разъем закорачивается.
Генератор оптический ОГЧ-162 предназначен для получения синусоидально-модулированных по мощности оптических сигналов и может использоваться при измерении амплитудно-частотных характеристик волоконно-оптических линий связи и их элементов. Принцип действия прибора основан на линейном преобразовании электрического сигнала в оптический при помощи светоизлучающего диода с длинной волны ~0,87 мкм, на который подаётся постоянное напряжение смещения и переменный модулирующий сигнал через встроенный усилитель мощности от внешнего генератора.
Эффективная полоса длин волн излучения светодиода - 0.84...0.91 мкм, средняя мощность излучения не менее 10 мВт. Генератор оптический ОГЧ-163 (не указан на рис. 2.4) аналогичен рассмотренному выше по функциональному назначению и принципу действия, отличаясь лишь тем, что в качестве преобразователя электрического сигнала в оптический в нём использован полупроводниковый лазер с длиной волны излучения 1.3 мкм и средней мощности излучения 2 мВт. Генератор сигналов низкочастотный Г3-112 представляет собой источник синусоидального (основной режим) и прямоугольного (дополнительный режим) электрических сигналов в диапазоне частот 10 Гц - 10 МГц и используется в данной работе как управляющий для осуществления модуляции сигналов генераторов ОГЧ-162 и ОГЧ-163. Волоконный световод МВО-1 типа кварц-кварц 500/125 мкм обеспечивает передачу излучения с фиксированным уровнем потерь.
Фотоприёмники выполнены на базе кремниевого фотодиода ФД-24к с линейной апертурой 10 мм и германиевого фотодиода (не указан на рис. 2.4) ФД10ГА с линейной апертурой 1.2 мм. Осциллограф С1-92 предназначен для визуализации электрических сигналов с амплитудой до 40 В в полосе частот 20 МГц, имеет максимальную чувствительность 5 мВ/дел и в данной работе используется для измерения (по экранной сетке) амплитуды (напряжения) сигнала на нагрузке фотоприёмника. Магазин сопротивлений Р-4831 с пределами 0.001 Ом и 100 кОм и дискретностью 0.001 Ом используется в качестве нагрузки фотоприёмника. Источник питания постоянного тока Б5-48, регулируемый по напряжению с дискретностью 0.1 В в диапазоне 0...50, В используется в качестве источника напряжения смещения фотодиодов в вольтаическом режиме.