光纖特征參數(shù)的測(cè)量.ppt

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1、7.光纖特征參數(shù)的測(cè)量引言實(shí)驗(yàn)方法光纖測(cè)量的重要意義：完善理論改進(jìn)工藝CCITT建議的測(cè)試方法參數(shù)RTMATM衰減（損耗）剪斷法背向散射法、介入損耗法基帶響應(yīng)頻域法、時(shí)域法色散相移法脈沖時(shí)延法、干涉法截止波長(zhǎng)傳輸功率法模場(chǎng)直徑與波長(zhǎng)關(guān)系法折射率分布折射近場(chǎng)法近場(chǎng)掃描法數(shù)值孔徑折射近場(chǎng)法近場(chǎng)光強(qiáng)法幾何尺寸折射近場(chǎng)法傳輸近場(chǎng)法主要內(nèi)容一、光纖測(cè)量常用的儀器二、光纖的特征參量測(cè)量損耗測(cè)量帶寬測(cè)量色散測(cè)量截止波長(zhǎng)測(cè)量光纖測(cè)量常用的儀器光源光纖熔接機(jī)光譜分析機(jī)光功率計(jì)光波長(zhǎng)計(jì)光時(shí)域反射計(jì)光源穩(wěn)定光源光源性能：光源

2、的帶寬時(shí)間穩(wěn)定性功率穩(wěn)定性波長(zhǎng)穩(wěn)定性常見的光源：LED/LDLED適用于低速、短距離通信種類：邊發(fā)光二極管面發(fā)光二極管超輻射發(fā)光二極管工作特性：光譜特性電光轉(zhuǎn)換特性耦合特性溫度特性LD寬帶光源光纖熔接機(jī)光譜分析儀光功率計(jì)光波長(zhǎng)計(jì)光檢測(cè)器光檢測(cè)器對(duì)數(shù)變換顯示IF干涉薄膜濾光片型波長(zhǎng)計(jì)的基本組成框圖偏振器A偏振器B晶體旋光器光功率計(jì)晶體旋光型光波長(zhǎng)計(jì)的基本組成框圖偏振器A偏振器B晶體撥片光功率計(jì)波片型光波長(zhǎng)計(jì)的基本組成框圖光時(shí)域反射計(jì)半導(dǎo)體激光器脈沖發(fā)生器平均處理器定向耦合器探測(cè)器放大器顯示器檢測(cè)故障原理框

3、圖光纖的特性參數(shù)幾何特性——纖芯與包層的直徑、偏心度、非圓率光學(xué)特性——折射率分布、數(shù)值孔徑、模場(chǎng)直徑和截止波長(zhǎng)傳輸特性——損耗、帶寬、色散光纖幾何特征特征參數(shù)測(cè)量纖芯直徑包層直徑纖芯、包層不圓度纖芯包層同心度誤差測(cè)量注入條件穩(wěn)態(tài)注入滿態(tài)注入典型測(cè)量方法折射近場(chǎng)法傳輸近場(chǎng)法n1n3n2光源光學(xué)放大檢測(cè)器放大處理注入系統(tǒng)擾模剝模光纖折射率分布測(cè)量折射近場(chǎng)法測(cè)量原理rz測(cè)量方法近場(chǎng)掃描法測(cè)量原理光纖折射率分布測(cè)量測(cè)量方法光源光注入系統(tǒng)光檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理器顯示器光纖數(shù)值孔徑測(cè)量遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度有效數(shù)值孔徑g1.01.

4、52.02.510∞ka0.8810.9460.9750.9881.001.00g與ka的關(guān)系值光纖數(shù)值孔徑測(cè)量典型的測(cè)量方法折射近場(chǎng)法遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)法遠(yuǎn)場(chǎng)光斑法光源光注入系統(tǒng)剝模器光檢測(cè)器光纖光纖遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)測(cè)量圖遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)隨角度分布示意圖pθ光源測(cè)試光纖屏注入光器件光斑法測(cè)試原理圖光纖衰減測(cè)量光纖衰減機(jī)理典型測(cè)量方法截?cái)喾ú迦霌p耗法背向散射法一、損耗測(cè)量剪斷法插入法背向散射法剪斷法剪斷法是基本測(cè)量方法，使用儀器簡(jiǎn)單，測(cè)試精度高，但具有破壞性，因此不能在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中使用。[測(cè)試原理]：損耗系數(shù)(dB/km)剪斷法光

5、源單色儀注入器檢測(cè)器鎖相放大器處理顯示斬波器光纖剪斷法測(cè)量衰減譜的測(cè)量裝置插入法插入法是在注入裝置的輸出和光檢測(cè)器的輸入之間用1～2m長(zhǎng)的短光纖直接連接，測(cè)出光功率Pi，然后在兩者間插入被測(cè)光纖，再測(cè)出光功率Po，據(jù)此計(jì)算損耗系數(shù)。光注入系統(tǒng)光源光纖功率計(jì)活動(dòng)接頭活動(dòng)接頭待測(cè)光纖插入損耗法測(cè)量裝置圖背向散射法測(cè)試原理光源光纖耦合光檢測(cè)器放大、信息處理顯示器背向散射法測(cè)量裝置圖測(cè)試光纖模場(chǎng)直徑測(cè)量模場(chǎng)直徑定義模場(chǎng)——光纖中的基模LP01的單模電場(chǎng)在空間的強(qiáng)度分布-bb-aa0rE(r)鉛芯包層基模近場(chǎng)功率

6、分布圖光纖截面圖1.用遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度分布定義模場(chǎng)直徑2.用可變孔徑法定義模場(chǎng)直徑遠(yuǎn)場(chǎng)掃描法光源注入器光檢測(cè)器光放大器信號(hào)處理及顯示量角儀遠(yuǎn)場(chǎng)掃描法測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)圖可變孔徑法光源注入器光檢測(cè)器透鏡系統(tǒng)鎖相放大、信號(hào)處理、顯示測(cè)試光纖可變孔徑法測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)圖二、色散測(cè)量[測(cè)試方法]：相移法是測(cè)量單模光纖的色散的方法。[相移法測(cè)量原理]用角頻率為ω的正弦信號(hào)調(diào)制的光波，經(jīng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的單模光纖傳輸后，其時(shí)延取決于光波長(zhǎng)λo。不同時(shí)延產(chǎn)生不同的相位φ，用波長(zhǎng)為λ1和λ2的受調(diào)制光波，分別通過被測(cè)光纖，有產(chǎn)生的時(shí)延差為Δτ，相移

7、為Δφ，則長(zhǎng)度為L(zhǎng)的光纖總色散為光纖色散系數(shù)為相移法測(cè)量系統(tǒng)框圖光纖帶寬是色散在頻域的反映，多模光纖的帶寬主要由模式色散引起。帶寬的測(cè)試方法主要有時(shí)域法和頻域法。三、帶寬測(cè)量時(shí)域法——又稱脈沖展寬法。測(cè)量通過光纖的光脈沖產(chǎn)生的脈沖寬度確定光纖的帶寬。頻域法——又稱掃頻法，測(cè)量通過光纖的頻率響應(yīng)來測(cè)量帶寬，此法多用于多模光纖的測(cè)量。時(shí)域法測(cè)試系統(tǒng)框圖頻域法測(cè)試系統(tǒng)框圖頻域法測(cè)試曲線四、截止波長(zhǎng)測(cè)量[測(cè)試原理]：對(duì)常規(guī)光纖，通過對(duì)折射率分布的測(cè)量，確定纖芯半徑a和纖芯與包層的折射率n1和n2，由下式就可計(jì)算

8、出截止波長(zhǎng)λc。[測(cè)試方法]：傳輸功率法——測(cè)量單模光纖截止波長(zhǎng)的基準(zhǔn)方法。在彎曲狀態(tài)下測(cè)量損耗-波長(zhǎng)函數(shù)。時(shí)延法——改變波長(zhǎng)，觀察LP01模和LP11模產(chǎn)生的兩個(gè)脈沖變?yōu)橐粋€(gè)脈沖。近場(chǎng)法——改變波長(zhǎng)，觀察近場(chǎng)圖由環(huán)形變?yōu)楦咚剐巍?/p>