光隔離器的插入損耗、反向隔離度、回波損耗的測試匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料光隔離器的插入損耗、反向隔離度、回波損耗的測試實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)1 了解光隔離器的工作原理和主要功能。2. 了解光隔離器各參數(shù)的測量方法。3. 測量光隔離器的插入損耗、反向隔離度、回波損耗參數(shù)實驗原理光隔離器又稱為光單向器，是一種光非互易傳輸無源器件，該器件用來消除或抑制 光纖信道中產(chǎn)生的反向光，由于這類反向光的存在，導(dǎo)致光路系統(tǒng)間將產(chǎn)生自耦合效應(yīng)， 使激光器的工作變得不穩(wěn)定和產(chǎn)生系統(tǒng)反射噪聲，使光纖鏈路上的光放大器發(fā)生變化和 產(chǎn)生自激勵，造成整個光纖通信系統(tǒng)無法正常工作。若在半導(dǎo)體激光器輸出端和光放大 器輸入或輸出端連接上光隔離器，減小反射光對 LD的影響，因此，光隔離器是高碼速 光

2、纖通信系統(tǒng)、精密光纖傳感器等高技術(shù)領(lǐng)域必不可少的元器件之一。光隔離器是利用了磁光晶體的法拉第效應(yīng)，其組成元件有：光纖準(zhǔn)直器(Optical FiberCollimator )、法拉第旋轉(zhuǎn)器(Faraday Rotato)和偏振器(Polarizator)。隔離器按照偏振 特性來分，有偏振相關(guān)型和偏振無關(guān)型。它們的原理圖如圖1.1和圖1.2所示：SOPIncoming lightPoliirizcrrar；nl；L> rotator'PoliLri/trReflected light圖1.1偏振相關(guān)的光隔離器他pFihvr inSWPFiLraday rotatorW2 philc

3、 SWI' nenIFihei oliIe00100CDPibct(l iber inSWP FsjrsHlay rotahirpkiieS WPd hl圖1.2偏振無關(guān)的光隔離器學(xué)習(xí)-好資料對于偏振相關(guān)光隔離器，光通過法拉第旋轉(zhuǎn)器時，在磁場作用下，光偏振方向旋轉(zhuǎn) 角為二FHL，式中H為磁場強度，L為法拉第材料長度，F(xiàn)為材料的賈爾德系數(shù)。如 圖1.1,當(dāng)輸入光通過垂直偏振起偏器后，成為垂直偏振光，經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)了 45°，而檢偏器偏振方向和起偏器偏振方向成45°角，使得光線順利通過，而反射回來的偏振光經(jīng)過檢偏器、法拉第旋轉(zhuǎn)器以后，繼續(xù)沿同一方向旋轉(zhuǎn)45

4、6;，即偏振方向剛好與起偏器偏振方向垂直，則光無法反向通過。由于只有垂直偏振的光能通過光隔離器， 因此稱為偏振相關(guān)光隔離器。偏振無關(guān)光隔離器如圖1.2所示，圖1.2（a）為光隔離器正向輸入。當(dāng)包含兩個正交偏 振的輸入光波被一個偏振分束器分離，變?yōu)榇怪逼窆夂推叫衅窆狻＿@兩束光通過法 拉第旋轉(zhuǎn)器，沿同一方向旋轉(zhuǎn)45°，再通過 /2波片旋轉(zhuǎn)45°，垂直偏振光變?yōu)槠叫衅?光，平行偏振光變?yōu)榇怪逼窆?，?jīng)過偏振分束器合為一束光輸出。圖1.2（b）是反向輸入光的偏振態(tài)在隔離器中的演化過程。在SWP水平偏振態(tài)光折射，垂直偏振態(tài)光透射， 則光不能從正向輸入端輸出。（一）光隔離器插入損

5、耗測試的實驗原理光隔離器的插入損耗是光隔離器正向接入時，輸出光功率相對輸入光功率的比率（以 dB為單位）。假設(shè)光隔離器的正向輸入光功率為 P正，輸出光功率為P2正，貝U其計算公式 為：R正Insertloss =10 lg （ “）P2正其插入損耗實驗原理圖如圖1.3所示。光隔離器LD光源>光功率計P1P2圖1.3光隔離器插入損耗測量原理圖（二）光隔離器隔離度測試的實驗原理反向隔離度是隔離器最重要的指標(biāo)之一，它表征光隔離器對反向傳輸光的隔離能 力。將光隔離器按圖1.4反向接入，假設(shè)光隔離器反向輸入光功率為R反，輸出光功率為P2反。則光隔離器隔離度計算公式為：學(xué)習(xí)-好資料Isolator=

6、 10lgPi反P2反(1-2)光隔離器隔離度測量的原理圖如圖1.4所示光隔離器LD光源* 光功率計 P1反P2反 圖1.4 光隔離器反向隔離度測量原理圖（三）光隔離器回波損耗測試的實驗原理光隔離器的回波損耗Returnloss是指正向入射到隔離器中的光功率與沿輸入路徑 返回隔離器輸入端口的光功率之比（以 dB為單位）。隔離器的回波損耗主要由各元件和 空氣折射率失配并形成反射引起。這是一個相當(dāng)重要的指標(biāo)，因為如果隔離器的回波太 強，那么它對系統(tǒng)返回光進行抑制的同時，自身也會給系統(tǒng)帶來一定的反射。假設(shè)光隔 離器的輸入光功率為日，其反射光功率為R，則光隔離器回波損耗的定義為：(1-3)RRetur

7、nloss = 10lg -Pr光隔離器回波損耗測量的原理圖如圖1.5所示。LD光源折射率匹配液圖1.5 光隔離器回波損耗測量原理圖圖中光環(huán)行器的作用是使反射光不返回光源，直接到達光功率計，由于Pr不能直接測量，測試系統(tǒng)加了一個光環(huán)行器。則計算回波損耗的公式變?yōu)椋篟eturnloss = 10 lg旦P2-Insertloss2.(1-4)式中Insertloss2 是光環(huán)行器2-3端的插入損耗實驗設(shè)備1. AV38121A 1310nm單模調(diào)制光源2光纖跳線3三端環(huán)形器4適配器5折射率匹配液6待測偏振無關(guān)光隔離器7. AV2496光纖多用表四 實驗步驟（一）光隔離器插入損耗測試的實驗步驟1.

8、 首先通過光纖跳線將LD光源輸出端連接到光功率計，從光功率計讀出其輸出功 率，即光隔離器輸入功率 P1。2. 光隔離器正向接入，從光隔離器輸出端測得光功率P2,即經(jīng)過光隔離器的輸出 功率。3. 由損耗公式（ 1-1 ）可以計算出光隔離器的插入損耗。（二）光隔離器反向隔離度測試的實驗步驟1. 首先通過光纖跳線將LD光源輸出端連接到光功率計，從光功率計讀出其輸出功 率，即光隔離器輸入功率 P1。2. 將隔離器反向接入， 由光功率計讀出光信號反向通過光隔離器后的輸出光功率P2。3. 光隔離器隔離度的計算公式（ 1-2）可以計算出它的隔離度。（三）光隔離器回波損耗測試的實驗步驟1. 首先，將LD光源輸出端連接到光環(huán)形器1端，光信號經(jīng)過環(huán)形器后，從2端輸 出。由光功率計測量2端輸出光功率R，即光隔離器的輸入光功率。2. 然后按照圖 1.5 ，將光隔離器輸入端與光環(huán)形器 2端相連接。在隔離器