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音频信号光纤传输技术实验
[目的要求]
1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。
2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。
3.学习分析集成运放电路的基本方法。
4.训练音频信号光纤传输系统的测试技术。
[仪器设备]
1.YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪。
2.音频信号发生器。
3.示波器。
4.数字万用表。
[实验原理]
一．系统的组成
图（1）示给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，
它主要包括由LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由
光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器的三个部分。
E
I/V变换
光纤
LED
RR
bf
功放
∽RSPD
信号源W2e
图1音频信号光纤传输实验系统原理图
本实验采用中心波长0.85μm附近的GaAs半导体发光二极管（LED）作
光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管（SPD）作光电检测元件。
由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。
1
二．光导纤维的结构及传光原理
光纤按其模式性质通常可以分成两大类①单模光纤②多模光纤。无论单
模或多模光纤，其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折
射率大，对于单模光纤，纤芯直径只有5~10μm，在一定的条件下，只允许
一种电磁场形态的光波在纤芯内传播，多模光纤的纤芯直径为50μm或62.5
μm，允许多种电磁场形态的光波传播；以上两种光纤的包层直径均为125
μm。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光
纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常数，但纤芯一包层界面
处减到某一值后，在包层的范围内折射率保持这一值不变，根据光射线在非
均匀介质中的传播理论分析可知：经光源耦合到渐变型光纤中的某些光射线，
在纤芯内是沿周期性地弯向光纤轴线的曲线传播。
本实验采用阶跃型多模光纤作为信道，现应用几何光学理论进一步说明
这种光纤的传光原理。阶跃型多模光纤结构如图所示
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