红外线实验报告推荐.doc

红外线传输实验报告 课程名：探索性物理实验 学 校：四川大学 学 院：计算机学院 姓 名：xxxx 学 号：11430xxxxx 时间：2012年10月25日 Telephone:182002xxxxx Email:623265xxx@ 红外线传输实验 （目前红外传输技术和蓝牙技术（一种短距离传输技术标准）是广为应用的两种短距离传输技术，在手提电脑、PDA、手机、数码相机等IT产品中，都广泛设计有红外线通讯接口。本实验是学习红外传输技术物理基础的实验。 ） 参考文献： 《大学物理学》-四川大学出版社 红外传输实验仪说明书， 摘要：使用红外传输试验仪，按照说明书，依次完成直流信号调频发射接收过程；数字信号调频发射接收过程；测量红外发射管光强特性曲线；测量红外接收管电流特性曲线与信号的调频调幅实验。 关键字：红外传输 红外线 发射 接收 信号 频率 调频 调幅 Infrared transmission experiment Report Li Tao Abstract ：Using infrared transmission tester, in accordance with the instructions, followed by the completion of the DC signal frequency modulation transmitting and receiving process; digital signal frequency modulation transmitting and receiving process; measurement of infrared emission Guan Guangqiang curve; measurement of the infrared receiving tube current characteristic and signal amplitude modulation experiment. Key words: infrared transmission infrared ray transmit receive signal frequency frequency modulation 一．实验： 1.内容： （1）完成直流信号调频发射、接收过程。 （2）完成数字信号调频发射、接收过程。 （3）测量红外发射管光强特性曲线。 （4）测量红外接收管电流特性曲线。 （5）信号的调频、调幅传输实验。 2.实验目的： 了解红外线发射和接收器件原理 了解红外线数字和模拟信号传输过程 掌握红外线发射和接收器件物理特性 3.实验仪器：XD-JD-II仪器 4.实验原理： （1）. 红外线发射和接收器件结构原理 红外线传输是以红外光作为传输媒体来传输信号的，使用的红外发光二极管和红外接受管是只有一个PN结的半导体器件，它与普通发光二极管(如：红、绿、黄发光二极管)结构原理与制作工艺基本相同，只是所用的材料不同。制造红外线发光二极管材料有砷化镓、砷铝化镓等，其中应用最多的是砷化镓。 在一块砷化镓半导体中，采用半导体掺杂工艺使其一部分为P型半导体；另一部分为N型半导体。在P型和N型半导体交界面就形成半导体PN结。P区多数载流子为空穴，少数载流子为电子；N区多数载流子为电子，少数载流子为空穴，并且具有一定的内电场，其能带结构如图1a所示。 当给这个PN结加上正向电压时(P区接正电压，N区接负电压)，在外加电压的作用下，内电场被抵消。这样，N区的多数载流子(电子)在外电场的作用下注入P区，同时，P区的多数载流子(空穴)在外电场的作用下注入N区。如图1b所示。 图4.3 PN结注入发光能带图 实际上，外加正向电压作用就是加强了多数载流子的扩散运动。这些注入P区的电子和注入N区的空穴，对于注人区来讲都是非平衡少数载流子。这些非平衡少数载流子不断与注入区的多数载流子复合，将原来从外加电场吸收的能量以光子的形式释放，从而发出光来。这种发光过程叫辐射复合。这与导带中的电子到价带上与空穴复合一样，要释放出一定的能量，这种能量的释放是以发光的形式来进行的。这就是PN结发光的基本原理。 发光二极管发出的光波波长与所用材料禁带宽度EG有关。发光波长λ与半导体材料的禁带宽度EG之间的关系为： 砷化镓材料的禁带宽度EG≈1.43eV，所以砷化镓红外发光二极管的发光波长λ≈0.89μm，为不可见的近红外光。用砷化镓材料制成的红外发光二极管的发光效率较高，可达3％，如果输入100mW的电功率，可获得3mW的红外光输出。另外，采用半导体制作工艺，还可以在一定范围内控制器件的发光波长。 图1(c