光纤通信原理007.ppt

第七讲 光纤的测量 * 主要内容 一、损耗测量 二、带宽测量 三、色散测量 四、截止波长测量 * 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 * 一、损耗测量 剪断法 插入法 后向散射法 * 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) [测试预处理]： （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、滤模器和包层模消除器 （3）用一根性能和被测光纤相同的辅助光纤代替光纤耦合长度作用。 剪断法 * 剪断法光纤损耗测试系统图 * 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1～2m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。 * 插入法光纤损耗测试系统图 调制 振荡器 光 源 信号处理与数字显示 光 检 测 器 短接光纤 (1～2km) 被测光纤 * 后向散射法测试原理 由于光纤中散射光的强弱反映了光纤长度上各点衰减大小，菲涅尔反射光能反映断点位置，因此可通过检测反向传输到输入端的背向散射光和菲涅尔反射光功率变化来确定光纤损耗系数，并判断光纤断点位置和光纤长度。 * 后向散射法测试系统框图 * OTDR测试曲线 * 图中，A是输入端菲涅尔反射点，即光纤的始端。 B是光纤接头点。 C是介质缺陷引起的反射，表示光纤的断裂处。 D是输出端菲涅尔反射点，表示光纤末端。 AB、BC、CD是恒定斜率区，用以确定损耗系数。 即 光纤长度是 光纤的损耗系数 * 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。 二、带宽测量 * 时域法——又称脉冲展宽法。利用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 * 三、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ω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λo。不同时延产生不同的相位φ，用波长为λ1和λ2的受调制光波，分别通过被测光纤，有产生的时延差为Δτ，相移为Δφ，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 * 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λc。 [ 测试方法]： 传输功率法——测量单模光纤截止波长的基准方法。在弯曲状态下测量损耗-波长函数。 时延法——改变波长，观察LP01模和LP11模产生的两个脉冲变为一个脉冲。 近场法——改变波长，观察近场图由环形变为高斯形。 * 谢谢观看！ *