第12讲-第五章.ppt

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1、光纤参数测试技术光纤损耗折射率分布带宽(色散与基带频率响应)数值孔径模场直径截止波长。ITU-T建议的测试方法表2.7－1┌─────┬─────────┬───────────┐│参数│RTM│ATM│├─────┼─────────┼───────────┤│衰减系数│切断法│插入损耗法;背向散射法││折射率分布│折射近场法│近场法││基带响应│时域法;频域法│││色散系数│相移法;脉冲时延法│││数值孔径│折射近场法│远场法││模场直径│(无)│传输场法;横向偏移法││截止波长│传导功率法│模场直径与波长关系法│└─────┴─────────┴──

2、─────────┘RTM:基准测试方法ATM:替代测试方法注入条件与稳态分布扰模器、滤模器和包层模剥除器损耗的测量1.折射率近场法根据光纤折射光(辐射模)功率与折射率n(r)成正比而建立起来的测试方法。测量方法:利用透镜将光束会聚成很小的光点入射光纤端面,入射最大角θ‘max由输入光栏控制,θ’max远大于光纤数值孔径角,以在光纤中激励起导模、漏模和辐射模;将光纤的一端浸入折射率匹配液盒之中,可使部分漏模与辐射模逸出光纤,形成一个空心光锥;利用一个遮光盘挡住漏模光,同时限定折射角θ“min,由探测器接收辐射模功率P(r)P109错误更正折射率分布的测量折

3、射率近场方法简单直接，对单模和多模光纤都适用!2.远场扫描法以非相干光入射光纤端面，且各个模式均匀激励时，光纤输出端的导模功率分布的变化规律和折射率分布相似：测量方法：在光纤输出端近场沿直径扫描测得功率分布P(r),就可得到光纤沿直径的相对折射率变化曲线，且可测得折射率分布参数g:入射光源应使用非相干光源，且在测试时间内应保持光源的强度和波长的稳定.近场扫描法精度比折射近场法要差些。3.端面反射法基于端面菲涅尔反射的功率反射系数R和折射率n(r)有着确定的关系，通过测试R或反射功率P(r)来确定n(r)：光电学院《光纤光学》2010孙琪真反射法对端面处理要

4、求非常严格，精度也不高。数值孔径的测量带宽的测量色散测量*模场直径(mode-fielddiameter,MFD)1.问题的提出（不用光纤芯径而用模场直径）单模光纤内光功率分布模场半径的测量e-2·e2.模场直径MFD模场半径的测量模场半径是单模光纤的一个极为重要的参数。由模场半径可以导出等效阶跃光纤的构成参数,还可估算单模光纤的连接损耗、弯曲损耗以及微弯损耗和光纤的色散值,因而被称之为单模光纤的万用参数。单模光纤的模场半径不仅因测量方法的不同而异,而且还受模场半径定义的影响。已提出多种模场半径的定义,应用较广泛的有:(1)功率传输函数定义模场半径wT;(

5、2)最大激发效率定义模场半径wη;(3)近场二阶矩定义模场半径wrms;(4)远场二阶矩定义模场半径wL。功率传输函数定义模场半径wT模场半径的测量单模光纤的截止波长定义使LP11模截止的波长λc为单模光纤的“截止波长”。当λ0＞λc时,就可以保证光纤工作于单模状态。截止波长λc与LP11模截止时的归一化频率Vc有关:对于阶跃光纤,Vc＝2.405;对于平方律光纤Vc＝3.518.光纤的实际截止波长与光纤的长度和弯曲状态有关,且待测光纤越长,测得的截止波长就越短。国际电协规定以2m长光纤作为标准。截止波长的测量:传导功率法截止波长的测量:模场半径法1.哪些

6、因素限制光通信传输距离？2.一光纤长220公里，已知光纤损耗为0.3dB/km，当输出光功率为2.5mW时，输入光功率为多少？3.已知一光纤对于1310nm波长是单模传输，当传输850nm波长和1550nm波长的光波时，其色散特性有何不同？4.光纤的损耗能否降为零？为什么？5.三角形折射率分布光纤与平方率折射率分布光纤哪种波导色散大？为什么？6.简述光纤中三种色散的机理。在什么条件下光纤的色散为零？7.什么叫模场的“稳态分布”?8.简述OTDR的工作原理。10.P119-121习题5.4，5.9，5.19，5.22，5.23一光纤长220公里，已知光纤损

7、耗为0.3dB/km，当输出光功率为2.5mW时，输入光功率为多少？光纤的损耗能否降为零？为什么？已知一光纤的截止波长为1310nm，当传输850nm波长和1550nm波长的光波时，其色散特性有何不同？对于光纤通信会产生什么影响？课堂测验