- •22 Дослідження характеристик приймачів оптичного випромінювання
- •Приймальних пристроїв восп
- •Мета роботи
- •2 Ключові положення
- •2.1 Принципи фотодетектування
- •2.2 Вакуумний фотодіод
- •Вихідна напруга
- •2.3 Напівпровідниковий p–n-фотодіод
- •2.4 Фотодіод p–I–n-типу
- •Гранична довжина хвилі
- •Матеріали
- •Вольт-амперна характеристика
- •Швидкодія
- •2.5 Лавинний фотодіод
- •3 Контрольні питання
- •4 Домашнє завдання
- •5 Лабораторне завдання
- •Опис лабораторного макета
- •Порядок виконання роботи
- •Список рекомендованої літератури
- •Додаток Основні фізичні сталі
- •Видавничий центр удаз ім. О.С. Попова
-
Опис лабораторного макета
-
Структурна схема лабораторного стенда наведена на рисунку 6.1, де зображено: 1 та 7 – вимірювачі оптичної потужності (ВОП) з виносними головками 1 та 7, відповідно для довжин хвиль 0,85 та 1,3 мкм; 2 та 6 – джерела випромінювання (ДВ) з довжиною хвилі 0,85 та 1,3 мкм, відповідно; 3 – гнучкі оптичні кабелі зі штекерами на кінці; 4 – лабораторний макет (див. рисунок 6.2) для вимірювання приймачів випромінювання (ПВ); 5 – вольтметр постійного струму зі шкалою, проградуйованою в одиницях сили струму.
-
П ринципова схема макета для вимірювання характеристик приймачів випромінювання наведена на рисунку 6.2. Операційний підсилювач (ОУ) з декадно змінюваними (за допомогою перемикача П1) резисторами зворотного зв'язку Rос у діапазоні (104…109) Ом використовується як вимірювальний. За його допомогою можна вимірити ВАХ ПВ1 і ПВ2 (у залежності від положення перемикача П2) у діапазоні струмів 10-10…10-3А при відсутності і наявності випромінювання, що подається від ДВ1 або ДВ2. Передбачене регулювання напруги зміщення, а полярність напруги зміщення змінюється за допомогою перемикача П3. Потенціометр R служить для балансування підсилювача (уст. “0”) на виході при відсутності сигналу на його вході та при нульовій напрузі на його входах. За допомогою вольтметрів постійного струму V1 (знаходиться на панелі) і V2 (зовнішній) контролюється напруга зміщення і напруга на виході підсилювача відповідно. Гніздо ГН1 служить для підключення зовнішнього вольтметра V2 постійного струму, а ГН2 – осцилографа. Приймачі ПВ1 і ПВ2 знаходяться в корпусах оптичних з'єднувачів на лицьовій панелі лабораторного макета.
-
Порядок виконання роботи
-
Зєднайте лабораторне обладнання згідно з верхньою схемою на рисунку 6.1 для вимірювання сімї ВАХ ПВ1 на = 0,85 мкм.
-
Увімкніть тумблер живлення макета. Виміряйте ВАХ ПВ1 у діапазоні зміщення (+0,3; +0,2; +0,1; 0; -5; -10; -15; -20) В при відсутності і наявності оптичного випромінювання на світлочутливій площадці ФД. Випромінювання подавати від ДВ1, контролюючи його потужність за допомогою ваттметра ОМ3-65).
-
Зєднайте лабораторне обладнання згідно з нижньою схемою на рисунку 6.1 для вимірювання сімї ВАХ ПВ2 на = 1,3 мкм.
-
Вимірювання, аналогічні п. 2, виконати для ПВ2. Випромінювання подати від ДВ2, контролюючи його потужність за допомогою ваттметра ОМ3-66. Вимірювання проводити в області, де відсутнє лавинне підсилення (Uзм<10 В).
-
Розрахувати величину струмового відгуку для ПВ1 і ПВ2 (в області, де відсутнє лавинне множення) за формулою i = I/Р, де I – приріст струму, що викликаний приростом потужності Р.
-
Дослідити режим лавинного множення для ПВ2. Для цього зняти ВАХ ПВ2 в області лавинного множення, змінюючи напругу зміщення в інтервалі 10...30 В.
-
Розрахувати величину лавинного множення ЛФД в залежності від напруги зміщення в діапазоні 10…30 В.
-
Побудувати графік залежності коефіцієнта лавинного множення від напруги зміщення М(Uзм).
8 Зміст звіту
-
Принципова схема лабораторного стенду та макета.
-
Результати розрахунків за домашнім завданням.
-
Графік сім’ї ВАХ для ПВ1.
-
Графік сім’ї ВАХ для ПВ2 (до і в області лавинного режиму).
-
Розрахунок струмового відгуку ПВ1 і ПВ2.
-
Графік ВАХ ПВ2 в області лавинного режиму.
-
Розрахунок струмового відгуку ПВ2 в лавинному режимі. Графік М (Uзм).
-
Значення темнового струму ПВ1 і ПВ2.
-
Виводи (порівняння отриманих результатів з типовими з таблиці 2.4).