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1、7.光纤特征参数的测量,引言,实验方法光纤测量的重要意义：完善理论改进工艺,CCITT建议的测试方法 参数 RTM ATM 衰减（损耗）剪断法 背向散射法、介入损耗法 基带响应 频域法、时域法 色散 相移法 脉冲时延法、干涉法 截止波长 传输功率法 模场直径与波长关系法 折射率分布 折射近场法 近场扫描法 数值孔径 折射近场法 近场光强法 几何尺寸 折射近场法 传输近场法,主要内容,一、光纤测量常用的仪器二、光纤的特征参量测量损耗测量带宽测量 色散测量截止波长测量,光纤测量常用的仪器,光源光纤熔接机光谱分析机光功率计光波长计光时域反射计,光源,稳定光源光源性能：光源的带宽 时间稳定性 功率稳定
2、性 波长稳定性常见的光源：LED/LD,LED,适用于低速、短距离通信种类：边发光二极管面发光二极管超辐射发光二极管工作特性：光谱特性 电光转换特性 耦合特性 温度特性,LD,宽带光源,光纤熔接机,光谱分析仪,光功率计,光波长计,光时域反射计,光纤的特性参数,几何特性纤芯与包层的直径、偏心度、非圆率光学特性折射率分布、数值孔径、模场直径和截止波长传输特性损耗、带宽、色散,光纤几何特征特征参数测量,纤芯直径包层直径纤芯、包层不圆度纤芯包层同心度误差,测量注入条件,稳态注入满态注入,典型测量方法,折射近场法传输近场法,光纤折射率分布测量,折射近场法测量原理,测量方法,近场扫描法测量原理,光纤折射率
3、分布测量,测量方法,光纤数值孔径测量,远场强度有效数值孔径,g与ka的关系值,光纤数值孔径测量,典型的测量方法折射近场法远场光强法远场光斑法,光纤衰减测量,光纤衰减机理,典型测量方法截断法插入损耗法背向散射法,一、损耗测量,剪断法插入法背向散射法,剪断法,剪断法是基本测量方法，使用仪器简单，测试精度高，但具有破坏性，因此不能在现场测量中使用。,测试原理：损耗系数(dB/km),剪断法,插入法,插入法是在注入装置的输出和光检测器的输入之间用12m长的短光纤直接连接，测出光功率Pi，然后在两者间插入被测光纤，再测出光功率Po，据此计算损耗系数。,背向散射法测试原理,模场直径测量,模场直径定义模场光
4、纤中的基模LP01的单模电场在空间的强度分布,1.用远场强度分布定义模场直径2.用可变孔径法定义模场直径,远场扫描法,可变孔径法,二、色散测量,测试方法：相移法是测量单模光纤的色散的方法。相移法测量原理 用角频率为的正弦信号调制的光波，经长度为L的单模光纤传输后，其时延取决于光波长o。不同时延产生不同的相位，用波长为1和2的受调制光波，分别通过被测光纤，有产生的时延差为，相移为，则长度为L的光纤总色散为,光纤色散系数为,相移法测量系统框图,光纤带宽是色散在频域的反映，多模光纤的带宽主要由模式色散引起。带宽的测试方法主要有时域法和频域法。,三、带宽测量,时域法又称脉冲展宽法。测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲宽度确定光纤的带宽。频域法又称扫频法，测量通过光纤的频率响应来测量带宽，此法多用于多模光纤的测量。,时域法测试系统框图,频域法测试系统框图,频域法测试曲线,四、截止波长测量,测试原理：对常规光纤，通过对折射率分布的测量，确定纤芯半径a和纤芯与包层的折射率n1和n2，由下式就可计算出截止波长c。测试方法：传输功率法测量单模光纤截止波长的基准方法。在弯曲状态下测量损耗-波长函数。时延法改变波长，观察LP01模和LP11模产生的两个脉冲变为一个脉冲。近场法改变波长，观察近场图由环形变为高斯形。,
