6. Некоторые параметры источников и приемников излучения.
При выполнении лабораторной работы необходимо помнить, что одномодовый полупроводниковый лазерный источник излучения характеризуется следующими параметрами:
средняя длина волны излучения,
ширина спектра излучения,
мощность излучения,
паразитная частотная модуляция («чирпинг»), обусловленная тем, что реальный импульсный источник излучения изменяет свою частоту (длину волны) из-за тепловых процессов в резонаторе (изменения показателя преломления) при прохождении тока через p-n переход. В зависимости от того, увеличивается или уменьшается частота, «чирпинг» может быть как положительным, так и отрицательным.
Фотоприемные устройства для ВОЛС характеризуются чувствительностью, которая в общем случае зависит от длины волны.
Описание моделируемой лабораторной установки
В лабораторной работе моделируется установка (рис. 1), которая включает:
Набор переключаемых одномодовых лазерных источников излучения с фиксированными длинами волн в диапазоне 1260‑1650 нм с шагом 10 нм. Для проведения исследований в лабораторной установке предусмотрено изменение:
ширины спектра излучения источников в пределах от 0.1 до 10 нм,
длительности импульсов гауссовской формы в пределах от 0.01 до 100 нс,
параметров паразитной частотной модуляции («чирпинга»).
Рис. 12. Внешний вид экрана лабораторной установки
Фотоприемное устройство с коррекцией чувствительности на каждой длине источников излучения.
Осциллограф, работающий в режиме внешней синхронизации и снабженный функциями
отображения формы входного и выходного импульсов,
регулировками в широких пределах цен деления по осям Х (времени) и Y (мощности),
измерения времени задержки вершины выходного импульса относительно вершины входного,
измерения мгновенного значения мощности входного и выходного импульса с помощью курсора, который позволяет выбрать момент времени по отношению к вершине импульса,
Систему обработки результатов измерения, позволяющую рассчитать затухание и расширение импульса в линейном тракте.
Линейный тракт, состоящий из двух последовательно соединенных ОВ, тип которых и длина могут изменяться в пределах от 0 до 200 км.
На экране осциллографа можно наблюдать формы оптических импульсов на входе в линейный оптический тракт (ЛОТ) и на его выходе. Для переключения наблюдаемых импульсов используется клавиша «РАСЧЕТ». Входные и выходные импульсы располагаются в центральной части экрана осциллографа.
Для удобства измерения длительностей входного и выходного импульсов с помощью вертикального курсора уровень половинной амплитуды (мощности) показан горизонтальным синим курсором. Для измерения половины длительности импульса вертикальный курсор совмещается с точкой пересечения горизонтального курсора и фронта импульса. Вертикальный курсор перемещается с помощью движка на горизонтальной линейке под экраном осциллографа.
Для измерения амплитуды импульсов вертикальный курсор совмещают с серединой импульса. Задержка выходного импульса по отношению к входному может быть определена как «НАЧАЛО ОТСЧЕТА» слева от экрана осциллографа.
Отсчеты по курсору располагаются слева от экрана осциллографа. Слева же располагаются переключатели цен деления по горизонтальной и вертикальной осям осциллографа.
С правой стороны от экрана осциллографа располагается переключатель типов двух одномодовых ОВ, который позволяет выбрать для исследования:
стандартное ОВ (SF) в соответствии с рекомендациями МСЭ G652A,
стандартное ОВ (SF) в соответствии с рекомендациями МСЭ G652C без водяного пика затухания,
ОВ со смещенной дисперсией (DSF), в соответствии с рекомендациями МСЭ G653,
ОВ с ненулевой положительной смещенной дисперсией (+NZDSF) в соответствии с рекомендациями МСЭ G655,
ОВ с ненулевой отрицательной смещенной дисперсией (-NZDSF) в соответствии с рекомендациями МСЭ G655,
ОВ для компенсации положительной хроматической дисперсии (DCF)/
Под переключателем типа ОВ располагается регулятор, позволяющий изменять длину исследуемого ОВ.
Остальные регуляторы и переключатели относятся к источнику излучения. В лабораторной установке можно переключать длину волны источника в пределах 1260-1650 нм, длительность импульса от 10 пс до 10 нс, переключать ширины спектра излучения от 0.1 до 10 нм. Реальные источники излучения могут иметь паразитную частотную модуляцию, которую также можно задавать с помощью переключателя.