音訊訊號光纖傳輸實驗 光纖在通訊領域、感測技術及其他訊號傳輸技術中顯示了愈來愈廣泛的用途，也顯示了其愈來愈重要的地位。

隨之而來的電光轉換和光電轉換技術、耦合技術、光傳輸技術等，都是光纖傳輸技術及器件構成的重要成分。對於不同頻率的訊號傳輸和傳輸的頻頻寬度，上述各種技術有很大的差異，構成的器件也具有不同的特性。透過實驗瞭解這些特性及其對資訊傳輸的影響，有助於在科研與工程中恰當地使用這一訊號傳輸技術。一、實驗目的 1.熟悉半導體電光/光電器件的基本效能及主要特性的測試方法。2.瞭解音訊訊號光纖傳輸的結構及選配各主要部件的原則。二、實驗儀器 FD-OFT-A型音訊訊號光纖傳輸實驗儀實驗主機（包括音訊訊號發生器、光功率計、LED放射器、SPD接收器等）、多模光纖（裝於骨架上），半導體收音機，示波器組成 三、實驗原理 1. 音訊訊號光纖傳輸系統的原理 傳輸系統由逗光訊號傳送器地、逗光訊號接受器地和逗傳輸光纖地三部分組成。其原理主要是：先將待傳輸的音訊訊號作為源訊號供給逗光訊號傳送器地，從而產生相應的光訊號，然後將此光訊號經光纖傳輸後送入逗光訊號接受器地，最終解調出原來的音訊訊號。為了保證系統的傳輸損耗低，發光器件LED的發光中心波長必須在傳輸光纖的低損耗視窗之內，使得材料色散較小。低損耗的波長在850nm，1300nm或1600nm附近。本儀器 LED發光中心波長為850nm，光訊號接受器的光電檢測器峰值響應波長也與此接近。為了避免或減少波形失真，要求整個傳輸系統的頻頻寬度能覆蓋被傳輸訊號的頻率範圍。由於光纖對光訊號具有很寬的頻帶，故在音訊範圍內，整個系統頻頻寬度主要決定於發射端的調製訊號放大電路和接收端的功放電路的幅頻特性。2. 半導體發光二極體LED的結構和工作原理 光纖通訊系統中對光源器件在發光波長、電光功率、工作壽命、光譜寬度和調製效能等許多方面均有特殊要求，所以不是隨便哪種光源器件都能勝任光纖通訊的任務，目前在以上各方面都能較好滿足要求的光源器件主要有半導體發光二極體（light emitting diode，縮寫LED）和半導體鐳射器（Laser Diode，縮寫LD）。以下主要介紹發光二極體。半導體發光二極體是低速短距離光通訊中常用的非相干光源，它是如圖 3所示的N-P-P三層結構的半導體器件，中間層通常是由直接帶隙的GaAs砷化鎵P型半導體材料組成，稱為有源層，其帶隙寬度較窄，兩側分別由AlGaAs的N型和P型半導體材料組成，與有源層相比，它們都具有較寬的帶隙。具有不同帶隙寬度的兩種半導體單晶之間的結構稱為異質結，中，有源層與左側的N層之間形成的是P-N異質結，而與右側P 層之間形成的是P-P異質結，所以這種結構又稱為N-P-P雙異質結構，簡稱DH結構。當在N-P-P雙異質結兩端加上偏壓時，就能使N層向有源層注入導電電子，這些導電電子一旦進入有源層後，因受到P-P異質結的的阻擋作用不能再進入右側P層，它們只能被限制在有源層內與空穴複合，同時釋放能量產生光子，發出的光子滿足以下關係：