實驗五-光無源器件特性測試實驗

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1、常用光纖器件特性測試實驗實驗五光無源器件特性測試實驗一、實驗?zāi)康?、了解光無源器件，Y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、實驗內(nèi)容1、測量Y型分路器的插入損耗2、測量Y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？重點學(xué)習(xí)幾個特性。四、實驗儀器1、ZY12OFCom13BG3型光纖通信原理實驗箱1臺2、FC接口光功率計1臺3、萬用表1臺4、FC-FC法蘭盤1個5、Y型分路器1個6、波分復(fù)用器2個7、連接導(dǎo)線20

2、根五、實驗原理光通信系統(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：Y型分路器、星型耦合器）、光隔離器、光開關(guān)、光調(diào)制器……本實驗重點介紹Y型分路器和光波分復(fù)用器，下一實驗重點講光纖活動連接器。在應(yīng)用這些無源器件時必須考慮無源器件的各項指標(biāo)，如Y型分路器（1分2的光耦合器）的插入損耗，分光比，

3、波分復(fù)用器的光串?dāng)_等。下面對Y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。Y型分路器的技術(shù)指標(biāo)一般有插入損耗（InsertionLoss）、附加損耗（ExcessLoss）、分光比和方向性、均勻性等，在實驗中主要測試Y型分路器的插入損耗，附加損耗及分光比。就Y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。插入損耗計算公式為5-1式。(5-1)其中，I.Li為第i個輸出端口的插入損耗，Pouti是第i個輸出端口測到的光功率值，PIN是輸入端的光功率值。Y型分路器的

4、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。附加損耗計算公式為9-2式。（5-2）對于Y型分路器，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。（5

5、-3）例如對于Y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。在實際工程應(yīng)用中，往往需要各種不同分光比的器件，可以通過控制制作方法來改變光耦合器件的分光比。測試Y型分路器的插入損耗、附加損耗和分光比時，其測試實驗框圖如圖9-1所示。測試方法為：先測試出光源輸出的光功率P0，將Y型分路器接入其中組成圖9-1所示圖5-1Y型分路器性能測試實驗框圖測試系統(tǒng)后，分別測出Y型分路器輸出端的光功率P1和P2，代入9-1，9-2，9-3式即可得到待測Y型分路器的性能指標(biāo)。波分復(fù)用器的光串?dāng)_（隔離度），為

6、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1310nm、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P01、P02，解復(fù)用后分別輸出的光信號，此時從1310窗口輸出1310nm的光功率為P11，輸出1550nm的光功率為P12；從1550窗口輸出1550nm的光功率為P22，輸出1310nm的光功率為P21。將各數(shù)字代入下列公式：　　　　?。?-4）λ1,P1λ11310窗口1550窗口1310窗口1550窗口光波分復(fù)

7、用器光波分復(fù)用器P11P12無光圖5-3(a)1310nm光串?dāng)_測試框圖AB　　　　　?。?-5）上式中L12、L21即為相應(yīng)的光串?dāng)_。由于便攜式光功率計不能濾除波長1310nm只測1550nm的光功率，同時也不能濾除1550nm只測1310nm的光功率。所以改用下面的方法進(jìn)行光串?dāng)_的測量。測量1310nm的光串?dāng)_的方框圖如5-3（a）所示。λ2，P21550窗口1550窗口1310窗口1310窗口光波分復(fù)用器光波分復(fù)用器P21P22λ2無光圖5-3(b)1310nm光串?dāng)_測試框圖BA測量1550nm的光串?dāng)_的方框圖

8、如5-3（b）所示：在這種方法中，光串?dāng)_計算公式為：（5-6）（5-7）上式中L12，L21即是光波分復(fù)用器相應(yīng)的光串?dāng)_。六、注意事項1、字跡工整,原理分析透徹2、記錄各實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗結(jié)果計算Y型分路器插入損耗和附加損耗。3、根據(jù)實驗結(jié)果，計算獲得波分復(fù)用器光串?dāng)_。4、分析實驗結(jié)果，誤差分析正確。七、實驗步驟Ａ、Y型分路器性能測試1、用FC