光纤基本特性测试实验报告概要

《光纤基本特性测试实验报告概要》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、装订线专业：姓名：学号：日期：地点：实验报告课程名称：光通信技术实验指导老师：成绩：__________________实验名称：光纤基本特性测试（一）实验类型：基础型同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得实验1-2光纤数值孔径性质和测量一、实验目的和要求1、熟悉光纤数值孔径的定义和物理意义2、掌握测量光纤数值孔径的基本方法二、实验内容和原理光纤数值孔径（NA）是光纤能接收

2、光辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。图一表示阶梯多模光纤可接收的光锥范围。因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小，光纤的NA大，传输能量本领大。NA的定义式是：式中n0为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。n1和n2分别为光纤纤芯和包层的折射率。光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径NAm有如下关系：其中θ是远场辐射角，Ka是比例因子，由下式给出：式中P(0)与P(θ)分别为θ=0和θ=θ处远场辐射功率，g为光纤折射率分布参数。计算结

3、果表明，若取P(θ)/P(0)=5%，在g2时Ka的值大于0.975。因此可将P(θ)曲线上光功率下降到中心值的5%处所对应的角度的正弦值定义为光纤的数值孔径，称之为有效数值孔径：本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。三、主要仪器设备He-Ne激光器、读数旋转台、塑料光纤、光纤微调架、毫米尺、白屏、短波长光功率计一套（功率显示仪1件、短波光探测器1只）。四、实验步骤方法一：光斑法测量（如图２）1、实验系统调整；a．调整He-Ne激光管，使激光束平行于实验平台面；b．调整旋转台，使He-Ne激光束通过

4、旋转轴线；c．放置待测光纤在光纤微调架上，使光纤一端与激光束耦合，另一端与短波光探测器正确连接；d．仔细调节光纤微调架，使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线上，并辅助调节旋转台使光纤的输出功率最大。2、测输出数值孔径角θo。a.移开光探测器，固定光纤输出端；b.分别置观察屏于距光纤端面L1、L2距离处，测量观察屏上的光纤输出圆光斑直径D1、D2，计算两次读数差ΔL和ΔD，得输出孔径角为：θo=arctan[ΔD/（2ΔL）]；c.多次测量求平均值。（注：如果圆光斑边界不清晰，一般是由于出射光功率太强引起的，

5、适当旋转读数台减小耦合效率，直至得到一个清晰圆光斑为止。）方法二：功率法测量1、测试输入孔径角a.光纤输出端与短波光探测器正确连接，调节输入端使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线；b.旋转读数平台，改变光束入射角，记录不同旋转角度θi下的输出光功率值Pi；c.画出P-θ曲线，取中心值P(θ)max的5%所对应的θ值作为有效的数值孔径角θe。2、计算光纤数值孔径：NAe=Sinθe。3、He-Ne激光器和光功率计的电源，整理实验仪器，结束实验。五、实验数据记录及处理记录用两种方法测量得到的实验结果，并计算分析

6、。1、光斑法测量：表1方法一的实验数据和结果测量参数第一次测量第二次测量第三次测量光斑直径(mm)30.027.623.5屏与光纤头距离(mm)18.020.320.7数值孔径角39.8134.2129.58光纤数值孔径0.640.560.49平均数值孔径0.562、功率法测量：表2方法二的实验数据和结果左侧右侧序号光纤端面入射角Q（度）光纤输出功率值（微瓦）输出光功率相对值（以Q=0时的值为1）光纤端面入射角Q（度）光纤输出光功率值（微瓦）输出光功率相对值（以Q=0时的值为1）101401018212-2

7、1360.97131790.9843-41270.90751660.9124-61180.84381440.7915-81120.800101270.6986-101080.771131020.5607-13940.67115840.4628-16740.52918510.2809-20320.22920320.17610-23150.10723190.10411-2510.70.07625140.07712-269.30.06626110.06013-277.80.056277.20.04014-286.

8、40.046285.50.03015-295.10.036293.90.02116-303.90.028302.70.01517-313.10.022311.90.01018-322.40.017321.30.007顺时针旋转测的数值孔径角27.6°逆时针旋转测的数值孔径角26.5°平均数值孔径角（度）27.1°光纤的有效数值孔径0.456六、实验结果与分析光斑法误差：通过光斑法测得的数值孔径NA=0.56.光斑