北交大通信工程综合实验光纤.doc

衿艿羄通信工程综合实验羅芀实验报告螇羇光纤传输系统实验肄蚁学院:葿班级:螆姓名:膄学号:肂组员:袇日期:2016/4蒅芄艿虿芄莄蚀肆芇第7章光无源器件特性测试莄实验三无源光耦合器特性测试肁1、实验目的螈(1)了解光耦合器的工作原理及其结构肅(2)掌握光耦合器的正确使用方法蒄(3)掌握光耦合器的主要特性参数的测试方法蒁2、实验环境及相关设备芆(1)JH5002A+型光纤通信原理实验箱1台袄(2)光功率计1台薄(3)FC/PC光纤活动连接器2个袂(4)FC/PCY型光分路/合路器(分光比10:90)1个羈3、实验基本原理袇光耦合器又称为光定向耦合器,用于对光信号实现分路、合路、插入和分配,其工作机理是光波导间电磁场的相互耦合蚄1)光耦合器的分类罿光耦合器的种类很多,最基本的耦合器可以实现两波耦合。从结构上看,两个入口的光耦合器有如下几种类型。蚀第1类光耦合器件为微光元件型,这种类型多数采用自聚焦透镜为主要的光学构件,利用λ/4的自聚焦透镜可以把汇聚或发散的光线变成平行光线,也可以把平行光线变成汇聚或发散的光线,这一特点可以用来实现两束光线的耦合。蚆第2类光耦合器件是利用光纤熔锥成形,用两根以上的光纤经局部加热融合而成,首先去掉光纤的覆层,再在熔融拉伸设备上平行安装两根光纤,局部加热融合,并渐渐将融合部分直径从200μm左右拉伸到20~40μm左右。由于这种细芯中的光场渗透到包层中,两个纤芯之间就会产生光的耦合,控制拉伸的程度即可以控制耦合比,附加损耗和分光比由光纤选型和熔融拉伸工艺所决定,借助计算机的精密控制,自动熔融拉伸设备可不间断地监测分光比和拉伸量,,分光比精度达1%一下。星型耦合器是这种结构最典型的一种形式,如图7-15所示。螃莀第3类光耦合器件采用光纤磨抛技术,将两根光纤磨抛后的楔形斜面对接胶黏,再与另一根光纤的端面黏结。其附加损耗可以低于1dB,隔离度大于50dB,分光比可由1:1至1:100。膈第4类光耦合器件用平面波导技术实现,运用先进的平面薄膜光刻、扩散工艺,可得到一致性好、分光比精度也高的光耦合器,但耦合到光纤的插入损耗较大。蒅在上述各类光耦合器中,熔锥型光纤耦合器制作方便,容易与外部光纤连接,能耐受较高的机械振动和温度变化,且价格便宜,因此这种类型的光耦合器件应用最多。袃2)2×2单模光纤耦合器的结构螁2×2单模光纤耦合器方框图如图7-16所示袀膄2×2单模光纤耦合器按应用目的可分别制成性能不同的两类器件,一类是光分路器/合路器,另一类是波分复用器(又称光分波器/合波器)。光分路器/合路器工作于一个波长,对光信号实现分路、合路;而波分复用器则工作于两个或两个以上不同的波长,实现不同波长光信号的合路或根据波长进行光信号的分路。羃3)光分路器/合路器的性能指标膂当光分路器/合路器工作于一个波长时,假设光源接于端口1,则光功率耦合到端口3和2,几乎没有光功率折返过来耦合到端口4;而当光源接于端口4时,也几乎没有光功率折返过来耦合到端口1。另外,根据器件的光路可互异性,端口1、4可以与端口2、3对调。这种耦合器的技术指标如下。芈(1)工作波长λ,通常取1310nm或1550nm芇(2)附加损耗Lf羃Lf=10lgP2+P3P1(dB)荿式中,P1——注入端口1的光功率肀P2,P3——分别为端口2、3输出的光功率。良好的2×。羆(3)分光比(或分束比)Ri肃Ri=PiP2+P3,i=2,3螀分光比的比值大小可以根据应用要求而定。蒇(4)分路损耗Li螄Li=-10lgPiP1=-10lgRi+Lf,i=2,3膃(5)反向隔离度Lr膀Lr=-10lgP4P1腿通常要求Lf>55dB。螇4、实验内容及步骤芃该实验可在试验箱左边上方的1310nm光端机发送模块或右边上方的1550nm光端机发送模块上各自独立进行。主要是对光分路/合路器性能指标进行测试,做实验前做好准备工作,按图7-17连接好测试设备,连接尾纤、连接器和光无源器件时要注意定位槽方向。(选用的是1550nmLD,与示意图略有不符)薁蚇1)电路部分操作薆2)光路部分操作莃3)打开实验箱操作电源开关羂4)输入端至各支路输出端分路损耗的测量荿用光功率计测量1550nm光源经尾纤输出在“a”点的光功率Pa,然后将信号接入光分路器的输入端口;用光功率计测量支路一(“b”点)光功率Pb及支路二(“c”点)光功率Pc,记录测量结果并将测试数据分别填入以下两表,计算光分路器各支路分路损耗值。莅50%光分路器分路损耗蒂输入功率/dBm聿输出功率/dBm袇插入损耗/dB肄Pa:-:-:-***Pc:-)分光比测量羇在上述测量条件下,用光功率计再次