光纤传输特性测试报告.doc

1、 实验目的和要求 1、了解光纤损耗的定义。2、学会用插入法测量光纤的损耗。3、主要通过对光纤线路系统设备的主要性能进行测试。2、 实验内容和原理 传输损耗是光纤很重要的一项光学性质，它在很大程度上决定着传输系统中的中继距离。损耗的降低依赖于工艺的提高和对石英材料的研究。对于光纤来说，产生损耗的原因较复杂，主要由以下因素造成：1、纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收；2、纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射；3、由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗；4、光纤弯曲所产生的辐射损耗；5、外套损耗。这些损耗可以分为两种不同的情况。一是石英光纤的固有损耗机理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引起的非固有损耗机理，它可以通过提纯材料或改善工艺而减小甚至消除其影响，如杂质的吸收、波导散射等。 测量光纤损耗时，只要测出光纤输入端的光功率P和输出光功率P2，即可得到光纤总的平均损耗，则光纤损耗为： 插入法插入法的测量原理图如图3所示，标准光源发出光信号，扰模器的作用是使光信号达到稳态模功率分布，测量时，可通过连接器，先将自环线（损耗可忽略的光纤）接入，用光功率计测出此时的光功率值为P1，然后，撤去自环线，将待测光纤插入，读出光功率值P2，则根据（1）式即可算出光纤损耗值。插入法的特点是：操作简单，不具有破坏性，但精度不高，这是由于连接器性能不佳或光注入状态发生变化时，可能带来误差。剪断法剪断法的测量框图如图2所示，标准光源发出光信号，扰模器的作用使光信号达到稳态模分布，利用光功率计先测出光纤的输出光功率P2，然后在距离输入端2-3m的地方将光纤剪断，测量出输入光功率P1，最后根据6-1式即可算出光纤的损耗。剪断法的特点是：简单、准确，但对光纤具有一定的破坏性。光纤损耗测试实验测试方案：本实验利用剪断法测量光纤损耗，由于光纤的损耗很小，一般为0.20.5dB/km，为了使实验效果明显，则至少需要数千米的光纤，实现起来比较困难，所以在实验中我们建议使用小可变衰减器来代替光纤进行实验。在后继实验步骤中我们以小可变衰减器代替光纤进行，实验方框图如图6所示。如果实验条件允许则将光纤代替小可变衰减器即可3、 主要仪器设备 1、ZYE4301F型光纤通信原理实验箱两台(1310，1550各一台) 2、光功率计 3、万用表4、ST-FC，FC-FC型光跳线各一根5、SC-FC转换器6、扰模器7、2km光纤4、 实验操作方法和步骤 1、连接好光纤损耗测试系统。2、连接导线：将数字基带信号产生模块T402与光发送模块T501连接。3、将双刀双掷开关J501，J502按下，使光发送模块传输数字信号。 4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K601，K602，五个发光二极管全亮。5、接通数字基带信号产生模块(K40)、光发送模块(K50)的直流电源。6、用万用表测量R516两端电压（红表笔插T502，黑表笔插T503）。7、慢慢调节电位器W501，使驱动电流达到额定值，即使V=30mV。8、用光功率计测量此时的光功率P2。 9、拆除小可变衰减器。 10、用光功率计测得此时的光功率为P1。 11、代入（1）式计算即得光纤损耗值。 12、抬起J502，关闭直流电源，拆除导线。 13、光功率计及拆除扰模器上的光纤，将实验箱还原5、 实验记录与处理（数据、图表、计算等）第一组数据：光纤1310mm1550mm衰减前-8.46dB-8.54dB衰减后-2.64dB-2.99dB第二组数据：光纤波长衰减前衰减后差值线11310mm-8.76dB-8.46dB0.30dB1550mm-9.13dB-8.54dB0.59dB线21310mm-8.72dB-8.46dB0.26dB1550mm-9.12dB-8.54dB0.58dB六、实验结果及分析 在这次实验中，有时候测量光纤衰减后的数值比衰