光纤衰减测量.ppt

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1、第一章光纤的基本原理第二章光纤系统转换器和元件连接第三章光纤衰减测量第四章光纤色散测量第五章光纤传感器基本原理第六章光纤机械量传感器第七章光纤热工量传感器第八章光纤电磁量传感器第九章医用光纤传感器第三章光纤衰减测量衰减是光纤传输特性的重要参量，它的测量是光纤传输特性测量的重要内容之一。衰减直接影响光纤的传输效率。对通信应用的光纤，低衰减特性尤为重要。3．2衰减测量的光激励单模光纤中损耗的功率可用损耗系数来描述，它表示单位长度光纤的损耗功率。如果沿长度方向的损耗是均匀的，那么在知道输入功率P(0)后，沿光纤长度方向上任一点z处的功率P(z)便

2、可用损耗系数表示对多模光纤，按单位长度计算的均匀损耗这一概念不成立。只有在稳态模式分布的条件下，才能得到惟一代表光纤本征特性的α值。获得稳态模式分布有三种方法：(1)建立NAb≈NAf的光学系统；(2)建立稳态模式模拟器，一般包括扰模器和包层模消除器；(3)用一根性能和被测光纤相同或相似的辅助光纤，代替光纤耦合长度的作用，这种方法在现场应用得非常方便。扰模器是一种用强烈的几何扰动实现模式强耦合的部件。通过这种部件能提供一个与光源特性无关的模式分布。滤模器是一种用来选择，并抑制或衰减某些模式以便建立所需要的稳态模式分布的部件。滤模

3、器可以是绕棒式的，即把光纤用较小的张力绕在一根20mm长的棒上。或将光纤嵌入s型槽内．其中充满折射率匹配液可消除包层模。包层模剥除器是一种使包层模转换成辐射模的部件，它可以将包层模从光纤中除掉。由于光具有向高折射率介质折射的性质，将滤模器中那一段光纤的涂敷层去掉，并浸在折射率等于或稍大于包层折射率的匹配液中。匹配液可以采用丙三醇(甘油)、四氯化碳和液态石腊等。适当的光耦合系统与扰模器、滤模器及包层模剥除器一起构成“注入系统”，通过注入系统的光功率应达到稳态分布。判断是否达到稳态分布有两种方法。其一是看光纤输出功率与扰模程度的变化关系：刚开始

4、扰模时由于高阶模的包层模损耗很大，输出功率下降很快；当模式趋于稳态分布时，输出功率的变化就很缓慢。其二是看光纤输出近场和远场分布。输出近场分布图：光纤输出端面光功率沿光纤半径r的分布Po(r)称为光纤输出近场分布图，如果光纤中各导模的损耗相同，又无模式耦合，则Po(r)与光纤输入端面光功率分布相同。那么，光纤的输出近场分布可以用数学式子表示为g=∞,阶跃分布g=2,抛物线分布g=1,三角分布输出远场分布图：在距光纤输出端面足够远处，光纤的输出光功率沿孔径度φ的分布Po(φ)为光纤的输出远场分布图。3.3剪断法光纤损耗测量有两种基本方法：一种

5、是测量通过光纤的传输光功率，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向散射光功率，称后向散射法。3.3.1.剪断法原理光纤衰减和光纤衰减系数式中，L为被测光纤长度(km)，P1和P2分别为输入光功率和输出光功率(mW或W)。剪断法光纤损耗测量系统框图3.3.2衰减谱测量在测量光纤的衰减谱时，单一波长衰减测量装置不适用，因为利用这种装量时每测一个波长点都需要更换光源，并将光纤剪断一次。3.3.3误差分析通常，光纤的长度可以非常准确地予以测量，因此有3.4插入损耗法剪断法具有破坏性．因此很难用于现场测量且很费时间。在现场测量待测的光纤是已铺设

6、的成缆光纤，且多半铺设在管道中，很难或不允许剪断。此时，通常采用插入损耗法替代剪断法。首先对输人参考电平P1(λ)进行校淮，通常，将其校到零电平。然后将待测光纤插入，调整耦合接头以达到最佳耦合，此时输出电平应为最大值，记下此值为P2(λ)。插入损耗法的测量淮确度和重复性受锅台元件准确度和重复性影响。光纖損失測試仪器1.光功率計(OpticalPowerMeter)主要材料有Si或Ge或InGaAs三種.用來測試光的功率,以dBm或mW表示.2.光源(OpticalLightSource)提供測試用的參考光源,分為LED,LD(FP,DFB)

7、.一般LD光源強度為-4dBm~-10dBm之間.LED強度為-20dBm~-30dBm之間.Patchcordadaptor待測光纖區間損失測試:光源+光功率計先將光源及光功率計用光纖跳接線連接,將光功率計歸零,再放置於兩端測試,即可測試區間損失,單位為dB.ToPowerMeterEndToPowerMeterEnd光源Powermeter光源PowermeterAB雙向光纖測試儀器光源及光功率計做在同一台儀器內,做雙向測試時,可避免人力來回奔波.乾淨清潔的端面髒污的端面損壞的端面光纖顯微鏡測試光纖接頭是否乾淨,可放大至400倍.當

8、傳輸速率愈來愈快,565Mb/s2.5Gb/s10Gb/s40Gb/s,如果光纖接頭不乾淨,將會影響傳輸的品質.清潔工具:光纖清潔帶,無水酒精,擦拭紙.可調式光衰減器模擬光