光功率計(jì)簡介

1、光功率計(jì)簡介光通信離不開光功率這個重要參數(shù)。發(fā)送 機(jī)輸出光功率，接收機(jī)接收光功率。接收機(jī)靈 敏度和動態(tài)范圍的測量，實(shí)際上也是在滿足一 定誤碼率條件下測量，能接收的最小光功率和 最大光功率，光纖衰耗、接頭衰耗的測量，實(shí) 際上也是測量光纖兩端的光功率。而光功率計(jì) 就是測量光功率的儀表。測量光功率有熱學(xué)法和光電法。熱學(xué)法在 波長特性、測量精度等方面較好，但響應(yīng)速度 慢，靈敏度低，設(shè)備體積大。光電法有較快的 響應(yīng)速度、良好的線性特性而且靈敏度高，測 量范圍大但其波長特性和測量精度方面不如熱 學(xué)法。因此，根據(jù)熱學(xué)法制成的光功率計(jì)一般 均作為標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，例如日本安藤公司生產(chǎn) 的AQ-1112B型，它的傳

2、感器采用熱電堆，測 量精度高，可達(dá)土 2%以內(nèi)，但靈敏度較低，只 能測量10uW -20dBm 以上的光功率，因此 光通信測量中一般很少采用此類光功率計(jì)。光通信中的光功率較很弱，范圍大約從nW級到mW級。本節(jié)重點(diǎn)介紹光通信測量中普遍采 用的用光電法制作的光功率計(jì)，一股有通用型號 和高靈敏度型。其中高靈敏度型光功率計(jì)利用斬 波器通常和功率計(jì)的傳感器裝在一起將被測 光信號調(diào)制成一定頻率的交流信號，以利于放大 器放大，改善信噪比，可使靈敏度比通用型提高 2030dBm，例如日本安藤公司生產(chǎn)的AQ-1135E光功率計(jì)，靈敏度可達(dá) -90dBm。光電法就是用光電檢測器檢測光功率，實(shí) 質(zhì)上是測量光電檢測器

3、在受光輻射后產(chǎn)生的微 弱電流，該電流與入射到光敏面上的光功率成 正比，因此，此類光功率計(jì)實(shí)際上是半導(dǎo)體光 電傳感器與電子電路組成的放大、數(shù)據(jù)處理單 元的組合。電子電路局部一般稱為主機(jī)，半導(dǎo)體光電 傳感器稱為探頭，根本原是方框圖如附圖 2-1所 示。光功率計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)有：一、波長范圍：主要由探頭的特性所決定，由于不同半導(dǎo)體材料制成的光電二極管對不同波長的光強(qiáng)響 應(yīng)度不同，所以一種探頭只能在某一波長范圍 內(nèi)適用，而且每種探頭都是在其中心響應(yīng)波長 上校準(zhǔn)的，為了覆蓋較大的波長范圍，一臺主 機(jī)往往配備幾個不同波長范圍的探頭。二、光功率計(jì)測量范圍：主要由探頭的靈敏度和主機(jī)的動態(tài)范圍所決 定。使用不同

4、的探頭有不同的光功率測量范圍。 為了從強(qiáng)背景噪聲中提取很弱的信號，以提高靈 敏度，主機(jī)都設(shè)有平均處理功能，為了消除暗電 流的影響， 主機(jī)還高有自動偏差校準(zhǔn)，辭去設(shè)置 傳感器暗電流到0。光電變珂:一- > 低.鍛VrU 冷>+? 1E電翩附圖2-1光電型光功率計(jì)原理方框圖三、使用光功率計(jì)的請考前須知：1、選擇與待測光源相匹配的波長范圍的探頭。2、如果待測光由活動連接器輸出，應(yīng)將活動連 接器端面清洗干凈，如果是裸光纖，應(yīng)制作一 個平整的垂直于軸線的端面，垂直對準(zhǔn)傳感器 鏡面，或者配用相應(yīng)的纖維附加器又稱裸光 纖適配器和連接器附加器，光纖插入適配器 并處理好端面后，即可直接和裝有活動連接

5、器 的探頭相耦合。選購光功率計(jì)時，應(yīng)根據(jù)需要 選購探頭連接器的型號，以便和待測設(shè)備的活 動連接器適配。目前常用的光纖活動連接器的 型號有FC型，SC型、LC型等。在此，以中美合資上海嘉慧光電子技術(shù)有限 公司生產(chǎn)的JW3203型光功率計(jì)為例做使用說 明。1.概述JW3203手持式光功率計(jì)可用于 800-1600nm 波 長范圍以內(nèi)以n w,uw,mw,dB,dBm 為單位的光功率測量, 顯示分辨率高。 設(shè)有850nm、980nm、1310nm、 1550nm四個波長校準(zhǔn)點(diǎn)?？删€性或非線性顯示光功率， 既可用于光功率的直接測量，也可用于光鏈路損耗的相 對測量。該儀器具有體積小，重量輕，便于攜帶和低

6、功耗的特點(diǎn)， 大LCD顯示屏，使測量工作更加方便快捷。是 有線電視系統(tǒng)，光纖通信等領(lǐng)域施工及維修的 必不可少的儀器設(shè)備。JW3203手持式光功率計(jì)規(guī)格型號：JW3203AR-校準(zhǔn)波長：850nm、980nm、 1310nm、1550nm測量范圍：-70+3dBm測量靈敏度：0.001nWJW3203BR-校準(zhǔn)波長：850nm、980nm、1310nm、1550nm測量范圍：-60+10dBm 測量靈敏度：0.01nwJW3203CR-校準(zhǔn)波長：850nm、980nm、1310nm、1550nm測量范圍：-30+20dBm 測量靈敏度：0.1nwJW3203DR-校準(zhǔn)波長：850nm、980nm

7、、1310nm、1550nm測量范圍：-30+28dBm測量靈敏度：0.1nw2.技術(shù)指標(biāo)規(guī)格型 JW3203A JW3203BJW3203C JW3203D號RRRR波長范圍(nm)*18001600光敏材In GaAs功率測 量范圍(dBm)*2靈敏度-70+3-6010-30+20 30+28(nW®0010®0.1*3不確定度*4± 5%顯示分辨率線性顯示：0.1%;對數(shù)顯示：0.01dBm工作溫 度°C0+40存儲溫 度C-10+60自動關(guān)機(jī)時間min10電池持續(xù)工作時間h28電源9V充電電池Ji重量g250外形尺|寸mm150X74X25)此

8、外，嘉慧還可以提供帶干電池手持式光功率計(jì)，其技術(shù)指標(biāo)與上述型號相同，為JW3203A、JW3203B、JW3203C、JW3203D 。說明:1波長范圍：規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)的工作波長入的范圍從入min至入max，在此 波長范圍內(nèi)設(shè)計(jì)的光功率計(jì)能在 規(guī)定的指標(biāo)下工作。2功率測量范圍：能按規(guī)定的指標(biāo)測量最大 光功率的范圍。3靈敏度：在規(guī)定的波長、功率范圍內(nèi)，能 穩(wěn)定顯示的最小功率值。4不確定度：對某一確定的光功率的測試結(jié) 果與標(biāo)準(zhǔn)光功率測試結(jié)果之間的誤差。3 .組成i. JW3203手持式光功率計(jì)1 只ii. 操作說明書1本iii. 護(hù)套1只iv. 9V堿性電池可充電1 節(jié)v.電源適配器1只4.功能說明

9、4.1面板簡圖JW3203手持式光功率計(jì)控制面板圖4.2功能說明(1) LCD顯示屏LCD顯示所測得的光功率值，以dB,dBm,mW,uW,nW的形式顯示；及設(shè)定的波長 850nm,980nm,1310nm,1550nm.(2) ON/OFF 鍵按ON/OFF鍵，就可以啟動JW3203，當(dāng)啟動 超過10分鐘后，而沒有任何鍵盤被操作，即會 關(guān)機(jī)；在開機(jī)狀態(tài)下，按下該鍵，即可關(guān)機(jī)。3W/dBm 鍵在設(shè)定波長下，進(jìn)行光功率值的絕對測量，并 可通過該鍵進(jìn)行線性和非線性單位的切換。4ZERO 鍵按動該鍵，進(jìn)行光功率計(jì)的自調(diào)零，LCD上會自動顯示“ NULL 值。5HOLD 鍵按動此鍵，就可以鎖定當(dāng)前的測

10、量值，并鎖定 其他按鍵，再次按 HOLD鍵，解除鎖定功能。6dB 鍵在設(shè)定波長下，進(jìn)行光功率的相對測量。7入鍵入波長選擇鍵，按壓該鍵，可以 選擇不同的波長，有 850nm,980nm,1310nm,1550nm 四種波長供選擇，該值也將在LCD上顯示。P5 .使用說明5.1開機(jī)/關(guān)機(jī)1.按住外表板上的 On/OfF鍵，LCD顯示，開2.示，5.21 .2.3.4.5.5.31 .2.機(jī)完畢。下按儀外表板上的oN/OFF鍵后，LCD無顯 光功率計(jì)關(guān)閉。絕對光功率測量翻開光功率計(jì)。設(shè)定測量波長。通過入|鍵選擇測量波長。缺省設(shè)置為1310nm。如果當(dāng)前顯示測量_dB 即在相對測量 模式下，按動 W/

11、dB鍵，退出相對測量模式，回到絕對測量模式，當(dāng)前顯示單位為 dBm。接入被測光，屏幕顯示為當(dāng)前測量值。按動W/dBm鍵，執(zhí)行線性/非線性值的轉(zhuǎn)換 測量；使顯示單位在 W和dBm之間切換。 相對光功率測量設(shè)定測量波長。在絕對光功率測量模式下，接入測量光，測得當(dāng)前功率值。3.按動dB鍵，當(dāng)前光功率值成 為當(dāng)前參考值，此時顯示單位為 dB。4 .接入另一測量光，顯示當(dāng)前測量光的相對光 功率值。5.4調(diào)零開啟光功率計(jì)后，按動ZERO鍵，光功率計(jì)開始調(diào)零。調(diào)零過程需要大約10秒鐘。附錄：光纖損耗測量第一步 設(shè)定基準(zhǔn)參考值-翻開JW3203光功率計(jì)，通過 入鍵來選擇 正確的工作波長。-翻開光源發(fā)射源，選擇

12、正確的波長并 使其穩(wěn)定本過程大約需要1-2分鐘。-選擇一根用來連接光源的光纖跳線，我們稱之為發(fā)射源跳線，清潔發(fā)射源跳線的連接器。注意：發(fā)射源跳線所使用的光纖必須與被測光 纖鏈路所使用的光纖相同。-用發(fā)射源跳線將光源發(fā)射源與 JW3203 光功率計(jì)相連。示意圖如附圖2-2所示。-設(shè)定JW3203至dBm檔，得到此時測得的光 功率值。注意：此時測得的光功率值應(yīng)該與光源發(fā)射 源本身的設(shè)定值相近，如果有較大偏差，請 注意仔細(xì)清潔各個連接端面或者及時更換發(fā)射 源跳線。-按JW3203光功率計(jì)的 dB鍵，此時JW3203的讀數(shù)為0.00，并同時將所測的光功率值設(shè)置成為基準(zhǔn)參考值。注意：JW3203歸零后，

13、小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)會有 輕微變化，這是正?，F(xiàn)象。第二步光纖鏈路損耗測量-保持發(fā)射源跳線與光源發(fā)射源的連接。-把光源發(fā)射源與JW3203分別和需要測量 的光纖鏈路進(jìn)行連接，示意圖如附圖 1-3所示。注意：清潔所有的連接端面，包括所需的光纖適配器。此時JW3203顯示的讀數(shù)就是被測光纖鏈路的 損耗，單位為dB.例如：附圖2-3中顯示的光纖鏈路損耗為20dB.jmd1rrrg,<4IM11Ml l :-1附圖2-35.5特殊功能JW3203手持式光功率計(jì)采用節(jié)電設(shè)計(jì)，在 儀表閑置10分鐘后，將自動關(guān)機(jī)。再次使用需 重新開機(jī)。6.維護(hù)及保養(yǎng)1.經(jīng)常保持傳感器端面清潔，做到無脂、 無污染，不使用不清潔、非標(biāo)準(zhǔn)適配器接頭， 不要插入拋光面差的端面，否那么會損壞傳感 器端面，使整個系統(tǒng)的表現(xiàn)大打折扣。2 .盡可能堅(jiān)持使用一種適配器。3 .一旦光功率計(jì)不用時，立即蓋上防塵帽， 保護(hù)端面清潔，防止長期暴露在空氣中附著 灰塵而產(chǎn)生測量誤差。4 .小心插拔光適配器接頭，防止端口造成刮 痕。5. 定期性地清潔傳感器外表。清潔傳感器 外表時，請使用鏡頭紙，加清洗液后沿圓周 j 方向輕輕插拭。6. 假設(shè)長期不用請取出電池，防止電池受潮