試驗LDLED的PIV特性曲線測試

1、實驗1 LD/LED 的P-I-V特性曲線測試6 / 4實驗?zāi)康?、測試LD/LED的功率一電流（P-I ）特性曲線和電壓一電流（V-I ）特性曲 線，計算閾值電流（Ith）和外微分量子效率。2、了解溫度（T）對閾值電流（Ith）和光功率（P）的影響。實驗內(nèi)容1、測試在LD/LED的功率一電流（P-I ）特性曲線和電壓一電流（V-I ）特性 曲線。2、測試LD溫度特性。實驗儀器1、LD激光二極管（帶尾纖輸出，F(xiàn)C型接口）12、LED發(fā)光二極管13、LD/ LED電流源14、溫控器（可選）15、 光功率計16積分球（可選）17、萬用表1只只臺臺臺個臺實驗原理激光二極管LD和發(fā)光二極管LED是光通

2、訊系統(tǒng)中 使用的主要光源。LD和LED都是半導(dǎo)體光電子器件，其 核心部分都是P-N結(jié)。因此其具有與普通二極管相類似 的V-I特性曲線，如圖1-1所示：由V-I曲線我們可以計算出LD/LED總的串聯(lián)電阻R 和開門電壓Vro圖1 ED/LED的F-E特性曲線在結(jié)構(gòu)上，由于LED與LD相比沒有光學(xué)諧振腔。因此,電流的P-I關(guān)系特性曲線則有很大的差別。LED的P-I 曲線基本上是一條近似的線性直線。從圖1-2中可以看出LD的P-I曲線有一閾值電 流Ith，只有在工作電流If>Ith部分，P-I曲線才近似 一根直線。而在IfVIth部分，LD輸出的光功率幾乎為 零。對于LD可以根據(jù)其P-I曲線可以

3、求出LD的外微LD和LED的功率與分量子效率n do其具有如下關(guān)系:式中，Tr為室溫，Ith(Tr)為室溫下的閾值電LD各參數(shù)的測量不會影響。圖使用枳療器和溫控器的連犢愜圖1-5沒有使用和分球和淑控器的連接框因圖1臨LED引腳說明3.LED II LED 正P = I f - I th V D因此在曲線中，曲線的斜率表征的就是外微分量子效率。由于光電子器件是由半導(dǎo)體材料制成，因此溫度對其光電特性影響也很大。隨著溫度的增加，LD的閾值逐漸增大，光功率逐 漸減小，外微分量子效率逐漸減小。閾值與溫度的 近似關(guān)系可以表示為：1衛(wèi))=hh(Tr)exp(T -Tr)/T。流，To為特征溫度。不同溫度下，

4、LD的P-I曲線 如圖1-3，根據(jù)此圖可以求出LD的特征溫度實驗步驟1、按圖1-5示線路連接LD或LED，其 引腳說明見圖1-7和圖1-8。若沒有配積分球， 可直接將LD或LED與光功率計連接，將LD 或LED在暗室內(nèi)放入光功率計的接口處。 實 驗時，若不使用積分球，將只會影響到 LED各參數(shù)的測量精度，對圖卜了 LD引腳說明1激尤器正&管殼；2激光器負(fù)：3.WI器爺4探舉雋正，2、若實驗中用到溫控器，啟動溫控器電源，并將溫度調(diào)到 20C。3、通電之前，確?！按终{(diào)”、“細(xì)調(diào)”旋鈕在最小值位置。這樣可防止沖擊電流損壞L0實驗中用到的LD是POINTE管，電流源要選擇使用POINTER當(dāng)位

5、。 開啟LD的驅(qū)動電源，緩慢調(diào)節(jié)電流旋紐逐漸增加工作電流，并用萬用表測試 LD兩端的電壓值。每隔一定電流間隔，記錄LD的電壓值和光功率值。繪制LD 的P-I曲線和V-I曲線。注意：LD為靜電敏感元件，因此操作者不要用手直接 接觸激光器引腳以及與引腳連接的任何測試點和線路，以免損壞激光器。4、開啟LED的驅(qū)動電源（恒流檔測量），緩慢調(diào)節(jié)“粗調(diào)”旋紐逐漸增加工 作電流，并用萬用表測試LED兩端的電壓值。每隔一定電流間隔（約3mA）,記錄 LED的電壓值和光功率值。繪制 LED的P-I曲線和V-I曲線。5、調(diào)節(jié)溫控器，升高LD的工作溫度，重復(fù)實驗步驟 3,記錄LD的P-I曲 線和V-I曲線。比較在不

6、同溫度下，LD的特性曲線變化。實驗數(shù)據(jù)：（數(shù)據(jù)在實驗報告后面）數(shù)據(jù)處理：繪制LD的U-I曲線:繪制LD的P-I曲線：F-I繪制LED的V-I曲線:繪制LED的P-I曲線:實驗心得:通過該實驗學(xué)會了測試 LD/LED的功率，電壓和電流，畫出了功率一電流（P-I ）特性曲線和電壓電流（V-I ）特性曲線，通過實驗數(shù)據(jù)及觀察特性曲 線，計算閾值電流（Ith）和外微分量子效率。而且明白了解溫度（T對閾值電 流（Ith）和光功率（P）的影響。思考題1、串聯(lián)電阻R對于LD/LED的應(yīng)用性能有何影響？ 答：（1）串聯(lián)電阻是限制電流，保護(hù) LED（2）串聯(lián)電阻的加入要使電流達(dá)到 LED的額定值之內(nèi)（通常5-20mA。（3） 不能將電阻去掉。去掉后，將會造成電流過大，直接燒毀LED或 影響LED的壽命。2、為什么LD/LED的輸出特性有較大差異？答：雖然LD和LED都是電流注入式發(fā)光器件，但它們具有不同的光束質(zhì)量。LED發(fā)出的是隨機(jī)相位光束，這與普通光源是一樣的；但LD發(fā)出的光具有匹配相位特性（相干光），這使得它具有某些特別的用途。這種相 干光能夠經(jīng)過平