光纤特征参数的测量.ppt

7.光纤特征参数的测量,引言,实验方法 光纤测量的重要意义： 完善理论 改进工艺,CCITT建议的测试方法 参数 RTM ATM 衰减（损耗） 剪断法 背向散射法、介入损耗法 基带响应 频域法、时域法 色散 相移法 脉冲时延法、干涉法 截止波长 传输功率法 模场直径与波长关系法 折射率分布 折射近场法 近场扫描法 数值孔径 折射近场法 近场光强法 几何尺寸 折射近场法 传输近场法,主要内容,一、光纤测量常用的仪器 二、光纤的特征参量测量 损耗测量 带宽测量 色散测量 截止波长测量,光纤测量常用的仪器,光源 光纤熔接机 光谱分析机 光功率计 光波长计 光时域反射计,光源,稳定光源 光源性能： 光源的带宽 时间稳定性 功率稳定性 波长稳定性 常见的光源：LED/LD,LED,适用于低速、短距离通信 种类： 边发光二极管 面发光二极管 超辐射发光二极管 工作特性： 光谱特性 电光转换特性 耦合特性 温度特性,LD,宽带光源,光纤熔接机,光谱分析仪,光功率计,光波长计,光时域反射计,光纤的特性参数,几何特性纤芯与包层的直径、偏心度、非圆率 光学特性折射率分布、数值孔径、模场直径和截止波长 传输特性损耗、带宽、色散,光纤几何特征特征参数测量,纤芯直径 包层直径 纤芯、包层不圆度 纤芯包层同心度误差,测量注入条件,稳态注入 满态注入,典型测量方法,折射近场法 传输近场法,光纤折射率分布测量,折射近场法 测量原理,测量方法,近场扫描法 测量原理,光纤折射率分布测量,测量方法,光纤数值孔径测量,远场强度有效数值孔径,g与ka的关系值,光纤数值孔径测量,典型的测量方法 折射近场法 远场光强法 远场光斑法,光纤衰减测量,光纤衰减机理,典型测量方法 截断法 插入损耗法 背向散射法,一、损耗测量,剪断法 插入法 背向散射法,剪断法,剪断法是基本测量方法，使用仪器简单，测试精度高，但具有破坏性，因此不能在现场测量中使用。,测试原理： 损耗系数 (dB/km),剪断法,插入法,插入法是在注入装置的输出和光检测器的输入之间用12m长的短光纤直接连接，测出光功率Pi，然后在两者间插入被测光纤，再测出光功率Po，据此计算损耗系数。,背向散射法测试原理,模场直径测量,模场直径定义 模场光纤中的基模LP01的单模电场在空间的强度分布,1.用远场强度分布定义模场直径 2.用可变孔径法定义模场直径,远场扫描法,可变孔径法,二、色散测量,测试方法： 相移法是测量单模光纤的色散的方法。 相移法测量原理 用角频率为的正弦信号调制的光波，经长度为L的单模光纤传输后，其时延取决于光波长o。不同时延产生不同的相位，用波长为1和2的受调制光波，分别通过被测光纤，有产生的时延差为，相移为，则长度为L的光纤总色散为,光纤色散系数为,相移法测量系统框图,光纤带宽是色散在频域的反映，多模光纤的带宽主要由模式色散引起。带宽的测试方法主要有时域法和频域法。,三、带宽测量,时域法又称脉冲展宽法。测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲宽度确定光纤的带宽。 频域法又称扫频法，测量通过光纤的频率响应来测量带宽，此法多用于多模光纤的测量。,时域法测试系统框图,频域法测试系统框图,频域法测试曲线,四、截止波长测量,测试原理：对常规光纤，通过对折射率分布的测量，确定纤芯半径a和纤芯与包层的折射率n1和n2，由下式就可计算出截止波长c。 测试方法： 传输功率法测量单模光纤截止波长的基准方法。在