實(shí)驗(yàn)五-光無源器件特性測試實(shí)驗(yàn)(精)

1、常用光纖器件特性測試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五光無源器件特性測試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解光無源器件，丫型分路器以及波分復(fù)用器的工作原理及其結(jié)構(gòu) 2、掌握 它們的正確使用方法3、掌握它們主要特性參數(shù)的測試方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測量丫型分路器的插入損耗2、測量丫型分路器的附加損耗3、測量波分 復(fù)用器的光串?dāng)_三、預(yù)備知識1、光無源器件的種類，有哪些？重點(diǎn)學(xué)習(xí)幾個(gè)特性。四、實(shí)驗(yàn)儀器1、ZY12OFCom13BG3型光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱1臺2、FC接口光功率計(jì)1臺3、萬用表1臺4、FC-FC法蘭盤1個(gè)5、丫型分路器1個(gè)6、波分復(fù)用器2個(gè)7、連接導(dǎo)線20根五、實(shí)驗(yàn)原理光通信系統(tǒng)的構(gòu)成，除需要光源器件和光檢測器件之外，還需要一

2、些不用電源的 光通路 元、部件，我們把它們統(tǒng)稱為無源器件。它們是光纖傳輸系統(tǒng)的重要組成部 分。光無源器件包括光纖活動連接器（平面對接FC型、直接接觸PC型、矩形 SC型、光衰減器、光波分復(fù)用器、光波分去復(fù)用器、光方向耦合器（例如:丫型分路器、星型耦合器、光隔離器、光開關(guān)、光調(diào)制器,本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)介紹丫型分路器和光波分復(fù)用器，下一實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)講光纖活動連接 器。在應(yīng)用這些無源器件時(shí)必須考慮無源器件的各項(xiàng)指標(biāo) ，如丫型分路器（1分2的 光耦合器的插入損耗，分光比,波分復(fù)用器的光串?dāng)_等。 下面對丫型分路器插入損 耗及附加損耗 及其分光比、波分復(fù)用器的光串?dāng)_分別進(jìn)行測試。丫型分路器的技術(shù)指標(biāo)一般有插入損耗（I

3、nsertion Loss、附加損耗（ExcessLoss、分光比和方向性、 均勻性等,在實(shí)驗(yàn)中主要測試丫型分路器的插入損耗，附 加損耗及分光比。就丫型分路器而言，插入損耗定義為指定輸出端口的光功率相對全部輸入光功 率的減少 值。插入損耗計(jì)算公式為5-1式。lg（10. IN outi P P Li I -=（5-1其中,I.Li為第i個(gè)輸出端口的插入損耗，P outi是第i個(gè)輸出端口測到的光功率 值,P IN是輸入端的光功率值。丫型分路器的附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對于全部輸入光功 率的減小值。附加損耗計(jì)算公式為9-2式INOUTP PL E !=lg10.(5-2對于丫型分路

4、器，附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo)，反映的是器件制 作過程帶 來的固有損耗；而插入損耗則表示的是各個(gè)輸出端口的輸出光功率狀況，不僅有固有損耗的 因素，更考慮了分光比的影響。因此不同類型的光纖耦合器，插入損耗的差異，并不能反映 器件制作質(zhì)量的優(yōu)劣，這是與其他無源器件不同的地方。分光比是光耦合器件所特有的技術(shù)術(shù)語，它定義為耦合器各輸出端口的輸出功 率的比值,在具體應(yīng)用中通常用相對輸出總功率的百分比來表示。%100. ?=刀OUTOUTiP P RC(5-3例如對于丫型分路器,1:1或50:50代表了輸出端相同的分光比。即輸出為均分 的器件。在實(shí)際工程應(yīng)用中，往往需要各種不同分光比的器件，可以

5、通過控制制作 方法來改變光 耦合器件的分光比。測試丫型分路器的插入損耗、附加損耗和分光比時(shí)，其測試實(shí)驗(yàn)框圖如圖9-1 所示。測試方法為：先測試出光源輸出的光功率 P 0將丫型分路器接入其中組成圖9-1 所示圖5-1 丫型分路器性能測試實(shí)驗(yàn)框圖測試系統(tǒng)后，分別測出丫型分路器輸出端的光功率P 1和P 2代入9-1,9-2, 9-3 式即可得到待測丫型分路器的性能指標(biāo)。波分復(fù)用器的光串?dāng)_（隔離度，為波分復(fù)用器輸出端口的光進(jìn)入非指定輸出端口 光能量的大小。其測試原理圖如圖5-2所示圖5-2波分復(fù)用器光串?dāng)_測試原理圖上圖中波長為1310 nm、1550nm的光信號經(jīng)波分復(fù)用器復(fù)用以后輸出的光功率分別為P

6、 01、P 02,解復(fù)用后分別輸出的光信號，此時(shí)從1310窗口輸出1310nm的光功率為P11,輸出1550nm的光功率為P 12從1550窗口輸出1550nm的光功率為P 22輸出1310nm的光功率為P 21。將 各數(shù)字代入下列公式：210112lg10P P L = (5-4120221lg10P P L = (5-5上式中L 12、L 21即為相應(yīng)的光串?dāng)_。1310 窗口八 _ B 1310 窗白 Pu由于便攜式光功率計(jì)不能濾除波長 1310nm只測155Onm的光功率，同時(shí)也不能濾除1550nm只測1310 nm的光功率。所以改用下面的方法進(jìn)行光串?dāng)_的測量。1310 窗口1550 窗

7、口光波分宣用器光波分復(fù)用器1310 側(cè)口1550 窗口測量1310nm的光串?dāng)_的方框圖如5-3(a所示。測量1550nm的光串?dāng)_的方框 圖如5-3(b 所示:在這種方法中，光串?dāng)_計(jì)算公式為12112lg10P P L = (5-6 21221lg10P P L = (5-7上式中L 12, L 21即是光波分復(fù)用器相應(yīng)的光串?dāng)_。六、注意事項(xiàng)1、字跡工整，原理分析透徹2、 記錄各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算丫型分路器插入損耗和附加損耗。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算獲得波分復(fù)用器光串?dāng)_。4、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，誤差分析正確。七、實(shí)驗(yàn)步驟A、丫型分路器性能測試入2無圖5-3(b 1310nm光串?dāng)_測試框圖圖5-3

8、(a 1310 nm光串?dāng)_測試框圖1、用FC-FC光跳線將1310nm光發(fā)端機(jī)與光功率計(jì)相連，組成簡單光功率測試 系統(tǒng)。2、連接導(dǎo)線:PCM編譯碼模塊T661與CPLD下載模塊983連接，T980與光發(fā)模塊輸入端T101連接。3、將撥碼開關(guān)BM1、BM2和BM3分別撥到數(shù)字、1310nm和1310nm4、接上交流電源線，先開交流開關(guān),再開直流開關(guān)K01, K02,五個(gè)發(fā)光二極管全5、接通PCM編譯碼模塊（K60、CPLD下載模塊（K90 ,光發(fā)模塊（K10的直流電源& 用萬用表監(jiān)控R110兩端電壓（紅表筆插T103,黑表筆插T104 ,調(diào)節(jié)半導(dǎo)體 激光器驅(qū)動電流,使之為25mA。7、用光功率計(jì)

9、測得此時(shí)光功率為 P08、拆除FC-FC光纖跳線，將丫型分路器按照圖9-1中方法組成測試系統(tǒng)。9、用光功率計(jì)分別測出丫型分路器輸出兩端光功率 P 1和P 2。10、關(guān)掉各直流開關(guān)，以及交流電開關(guān)。拆除導(dǎo)線以及各光學(xué)元件，將實(shí)驗(yàn)箱還 原。B、波分復(fù)用器性能測試1、連接導(dǎo)線:PCM編譯碼模塊T661與CPLD下載模塊983連接，T980與光發(fā) 模塊輸入端T101連接。2、波分復(fù)用器連接：（1將波分復(fù)用器（A標(biāo)有“ 1310nm的光纖接頭插入 “ 1310nm光發(fā)端（1310nmT。（2將波分復(fù)用器（A標(biāo)有“ 1550nm的光纖接頭用保護(hù)帽遮蓋起來。（3用FC-FC法蘭盤將兩個(gè)波分復(fù)用器“IN端相連

10、。3、 撥碼開關(guān)BM1、BM2和BM3分別撥到數(shù)字、1310nm和1310nm。4、接上交流電源線，先開交流開關(guān),再開直流開關(guān)K01, K02,五個(gè)發(fā)光二極管全 亮。5、 接通PCM編譯碼模塊（K60、CPLD下載模塊（K90 ,光發(fā)模塊（K10的直流 電源。& 用萬用表監(jiān)控R110兩端電壓（紅表筆插T103,黑表筆插T104 ,調(diào)節(jié)半導(dǎo)體 激光器驅(qū)動電流,使之為25mA。7、 用光功率計(jì)測得此時(shí)波分復(fù)用器（B標(biāo)有“ 1310nm端光功率為P11,測得標(biāo)有1550nm端光功率為P12。8、 拆除波分復(fù)用器“IN端FC-FC法蘭盤，測得波分復(fù)用器（A標(biāo)有“IN端輸 出光功率為P1。9、.依次關(guān)閉各直流電源、交流電源，拆除導(dǎo)線，拆除波分復(fù)用器。10、根據(jù)5-3（b測試框圖和上述波分復(fù)用器1310nm光功率串?dāng)_步驟，設(shè)計(jì)步驟 并測試1550nm光串?dāng)_11、將所得光功率數(shù)據(jù)代入公式5-6和5-7計(jì)算波分復(fù)用器的光串?dāng)_。八