ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Исследование приемника излучения в фотогальваническом режиме работы (Uсм=0)

Собрать схему эксперимента согласно рис.3 с использованием  фотодиода с нагрузочным сопротивлением (без смещения) – тумблер Т2 находится в положении «1».

Включить полупроводниковый лазер, переключив тумблер узла источника излучения в положение «Вкл», и отъюстировать оптическую схему.

Установить максимальное значение мощности излучения лазера (используя регулировочное сопротивление узла источника излучения). Провести измерения, заполнив строку №1 таблицы 1:

Включить измерительный прибор М1 на измерение напряжения и измерить UПЛ - данные занести в столбец 2.

Включить измерительный прибор М2 на измерение напряжения.

Установить тумблер Т1 в положение «1» и измерить UПИ - данные занести в столбец 4.

  Установить светофильтр и измерить U*ПИ - данные занести в столбец 5.

Установить тумблер Т1 в положение «2» и измерить U*ПИ (со светофильтром) - данные занести в столбец 8.

Убрать светофильтр и измерить UПИ - данные занести в столбец

Уменьшить значение энергии излучения лазера на 4-7% и заполнить строчку №2 таблицы 1, проведя измерения аналогично п.3.

Для получения требуемых зависимостей необходимо провести измерения и заполнить 10-15 строк таблицы 1 при различных значениях энергии лазерного излучения.

Включить прибор М1 на измерение сопротивления и измерить величину Rпл, необходимую для расчета Ipn.

Данные показать преподавателю.

Провести предварительные расчеты (оценить изменения t при изменении мощности излучения) и для проведения дальнейших измерений выбрать сопротивление нагрузки, при котором фотодиод работает в нелинейном режиме.

Таблица 1. Исследование приемника излучения в фотогальваническом режиме работы при различном сопротивлении нагрузки.

UПЛ, мВ

Ipn, мА

R1

R2

UПИ, мВ

U*ПИ, мВ

t =U*ПИ / UПИ

UПИ, мВ

U*ПИ, мВ

t = U*ПИ / UПИ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Исследование приемника излучения в фотодиодном режиме работы
(Uсм = -1,5 В).

Установить тумблер Т1 в положение, соответствующее выбранному значению сопротивления нагрузки.

Установить тумблер Т2 в положение «2», соответствующее отрицательному смещению.

Установить максимальное значение мощности излучения лазера (используя регулировочное сопротивление узла источника излучения). Провести измерения, заполнив строку №1 таблицы 2:

Включить измерительный прибор М1 на измерение напряжения и измерить UПЛ - данные занести в столбец 2.

Включить измерительный прибор М2 на измерение напряжения и измерить UПИ - данные занести в столбец 4.

Установить светофильтр и измерить U*ПИ - данные занести в столбец 5.

Уменьшить значение мощности излучения лазера на 4-7% и заполнить строчку №2 таблицы 2, проведя измерения аналогично п.3.

Для получения требуемых зависимостей необходимо провести измерения и заполнить 10-15 строк таблицы 2 при различных значениях мощности лазерного излучения.

Таблица 2. Исследование приемника излучения в фотодиодном режиме работы (отрицательное смещение 1,5 В, сопротивление нагрузки,
R = _____).

UПЛ, мВ

Ipn, мА

UПИ, мВ

U*ПИ, мВ

t = U*ПИ/ UПИ

1

2

3

4

5

6

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Заполнить столбцы 3,6,9 таблиц 1 и 2: рассчитать значения Ipn и пропускание светлофильтра t при различных значениях мощности лазерного излучения

Построить график зависимости UПИ, и t от тока через p-n переход
(при Ipn > Iпор) в фотогальваническом режиме работы приемника излучения (без смещения) при использовании различных сопротивлений нагрузки.

Построить график зависимости UПИ и t от тока через p-n переход
(при Ipn > Iпор) в фотогальваническом режиме (без смещения) и в фотодиодном режиме (с отрицательным смещением 1,5 В) работы приемника излучения с одинаковым сопротивлением нагрузки.

Оценить диапазон линейности приемника излучения (фотодетектора) при различных режимах его работы.

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о возможности использования данного приемника излучения при различных схемах его подключения к измерительному прибору.

Литература

В.Г. Беспалов,  В.Н. Крылов, В.Н. Михайлов. "Основы оптоинформатики. Раздел I", СПб., СПГУ ИТМО, 2008 г.

В. А. Гуртов. «Твердотельная электроника», М., Техносфера, 2005 г.

О. Н. Ермаков. «Прикладная оптоэлектроника», М., Техносфера, 2004 г.

В. И. Дудкин, Л. Н. Пахомов. «Квантовая электроника. Приборы и их применение», М., Техносфера, 2006 г.

Ю.А.Быстров. «Оптоэлектронные приборы и устройства», М.,
Радио Софт 2001г.

Р. Фриман. «Волоконно-оптические системы связи», М., Техносфера, 2004 г.

Э. Розенштер, Б. Винтер. «Опто-электроника», М., Техносфера,
2004 г.

М. Шур. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1992 г.

3. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1984 г.

О. Звелто. «Принципы лазеров», М., Мир, 1990 г.

 Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. М., СЭ, 1998г.

Оценка расходимости пучка лазерного излучения Цель работы: Провести оценку расходимости излучения лазера по измерениям профиля лазерного пучка.

Схема установки для измерения распределения интенсивности в поперечном сечении пучка излучения полупроводникового лазера

Сравнение быстродействия p-n и p-i-n диодов, используемых в качестве детекторов излучения Цель работы: Изучение принципов работы и особенностей использования в устройствах оптоинформатики приемников оптического излучения на основе p-n и p-i-n диодов.

Исследование частотных характеристик p-n диода при различных режимах работы

Тепловым излучением называется электромагнитное излучение нагретых тел в широком диапазоне частот. Если несколько нагретых излучающих тел окружить идеально отражающей оболочкой, то внутри оболочки установится термодинамическое равновесие т.е. температуры всех тел станут равными, а распределение энергии между телами и излучением не будет изменяться со временем. Такое излучение, находящееся в равновесии с излучающими телами называют равновесным.
Лабораторные работы по оптоэлектронике Квантовая физика