光纤基本特性测试实验报告

合集下载

光纤的光学特性实验报告

光纤的光学特性实验报告

一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和光学特性。

2. 学习测量光纤的数值孔径、截止波长等关键参数。

3. 掌握光纤的光学特性实验方法及数据分析。

二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行信息传输的介质。

光纤的光学特性主要包括数值孔径(NA)、截止波长、衰减系数等。

本实验主要测量光纤的数值孔径和截止波长。

三、实验仪器与设备1. 光纤测试仪2. 氦氖激光器3. 光纤耦合器4. 光纤切割机5. 光纤剥皮器6. 光纤微弯器7. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤制备:将待测光纤两端分别进行剥皮、切割和清洁处理,确保光纤端面平整。

2. 光纤连接:将激光器输出端连接到光纤耦合器,光纤耦合器另一端连接到待测光纤。

3. 数值孔径测量:- 调整激光器输出功率,使光斑在光纤端面中心。

- 将光纤微弯器放置在光纤另一端,调整微弯器角度,使光斑从光纤端面中心移出。

- 记录光斑移出光纤端面的角度,即为光纤的数值孔径。

4. 截止波长测量:- 将激光器输出波长设置为一定值。

- 调整光纤微弯器角度,使光斑从光纤端面中心移出。

- 逐渐减小激光器输出波长,直至光斑不再从光纤端面中心移出,记录此时的波长,即为光纤的截止波长。

五、实验结果与分析1. 数值孔径测量结果:本实验测得光纤的数值孔径为0.22。

2. 截止波长测量结果:本实验测得光纤的截止波长为1550nm。

六、讨论1. 数值孔径是光纤的重要参数之一,它决定了光纤的色散和模场直径。

本实验测得光纤的数值孔径为0.22,符合普通单模光纤的数值孔径范围。

2. 截止波长是光纤的一个重要参数,它决定了光纤的传输带宽。

本实验测得光纤的截止波长为1550nm,说明该光纤适用于1550nm波段的光通信。

七、结论通过本次实验,我们成功测量了光纤的数值孔径和截止波长,掌握了光纤的光学特性实验方法。

实验结果表明,该光纤符合普通单模光纤的特性,可用于1550nm波段的光通信。

八、实验心得本次实验让我们对光纤的光学特性有了更深入的了解,也提高了我们的实验操作技能。

光纤特性实验实验报告

光纤特性实验实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过对光纤特性的研究,了解光纤的基本原理、结构以及传输特性,为后续的光纤通信技术学习和应用奠定基础。

实验内容主要包括光纤的折射率、损耗、色散等特性的测量和分析。

二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行光信号传输的介质。

根据传输模式的不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤只能传输一个光波,具有低损耗、低色散等优点,适用于长距离通信;多模光纤可以传输多个光波,具有低成本、易于制造等优点,适用于短距离通信。

三、实验仪器与材料1. 光纤实验箱2. 光纤光源3. 光功率计4. 光纤耦合器5. 光纤跳线6. 光纤衰减器7. 光纤连接器8. 示波器9. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 光纤连接与测试(1)将光纤光源、光纤跳线、光纤耦合器、光功率计等设备按照实验要求连接好。

(2)打开实验箱,确保光纤连接正确无误。

(3)调整光源功率,使光功率在合适范围内。

2. 光纤损耗测量(1)将光功率计设置为“功率模式”。

(2)将光纤跳线连接到光功率计的输入端,记录光功率计显示的功率值P1。

(3)将光纤跳线的一端连接到光纤光源的输出端,另一端连接到光功率计的输入端,记录光功率计显示的功率值P2。

(4)计算光纤损耗:L = 10lg(P1/P2)。

3. 光纤色散测量(1)将示波器设置为“频谱分析模式”。

(2)将光纤跳线连接到示波器的输入端,记录示波器显示的频谱图。

(3)根据频谱图,分析光纤的色散特性。

4. 光纤折射率测量(1)将光纤光源、光纤跳线、光纤耦合器、光功率计等设备按照实验要求连接好。

(2)调整光源功率,使光功率在合适范围内。

(3)将光纤跳线的一端连接到光纤光源的输出端,另一端连接到光功率计的输入端,记录光功率计显示的功率值P1。

(4)将光纤跳线的一端连接到光纤耦合器的输入端,另一端连接到光功率计的输入端,记录光功率计显示的功率值P2。

(5)根据光纤损耗公式,计算光纤的折射率:n = sqrt(P1/P2)。

光纤的光学特性实验报告

光纤的光学特性实验报告

光纤的光学特性实验报告光纤的光学特性实验报告引言:光纤是一种用于传输光信号的细长柔软的玻璃或塑料线材。

它具有高速传输、大容量、抗干扰等优点,在通信、医学、工业等领域得到广泛应用。

本实验旨在探究光纤的光学特性,了解其传输特性、损耗和色散等参数。

一、实验原理光纤的传输原理是基于全反射的现象。

当光线从光密度较高的介质射入光密度较低的介质时,会发生全反射。

光纤由两部分组成:芯和包层。

芯是光的传输通道,包层则用于保护芯。

光纤的传输特性与芯和包层的折射率有关。

二、实验设备和材料1. 光纤:包括单模光纤和多模光纤。

2. 光源:如激光器或LED。

3. 光功率计:用于测量光纤的光功率。

4. 光纤衰减器:用于调节光纤的损耗。

5. 光纤色散分析仪:用于测量光纤的色散。

三、实验步骤1. 准备工作:将实验设备连接好,确保光源的稳定输出和光功率计的准确测量。

2. 测量光纤的损耗:将光纤连接到光源和光功率计之间,记录不同长度下的光功率值,并计算损耗。

3. 测量光纤的色散:将光纤连接到光源和光纤色散分析仪之间,调节光纤的长度,记录不同长度下的色散值。

四、实验结果与分析1. 光纤的损耗:根据测量数据,绘制光功率与光纤长度的关系曲线。

从曲线中可以观察到光纤的损耗随着长度的增加而增加,这是由于光纤材料的吸收和散射引起的。

同时,可以计算出单位长度的损耗值,评估光纤的传输质量。

2. 光纤的色散:根据测量数据,绘制色散值与光纤长度的关系曲线。

色散是指光信号在光纤中传输过程中不同波长的光速度差异引起的现象。

从曲线中可以观察到色散值随着光纤长度的增加而增加,这是由于光纤的折射率剖面引起的。

通过计算色散系数,可以评估光纤对不同波长光信号的传输性能。

五、实验结论通过本实验,我们了解到光纤的光学特性与其折射率、长度等因素密切相关。

光纤的损耗和色散是影响光纤传输质量的重要参数。

在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的光纤类型和长度,以达到最佳的传输效果。

光纤特性研究实验报告

光纤特性研究实验报告

一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和组成,掌握光纤的基本特性。

2. 研究光纤的传输特性,包括损耗、色散和带宽等。

3. 掌握光纤连接与测试方法,提高实验操作技能。

二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行光信号传输的介质。

它主要由纤芯、包层和护套组成。

光纤的传输特性主要取决于纤芯和包层的折射率分布。

三、实验仪器与材料1. 光纤测试仪2. 光纤连接器3. 光纤跳线4. 光源5. 光功率计6. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤连接与测试(1)将光纤连接器连接到光纤跳线两端。

(2)将光纤跳线的一端连接到光源,另一端连接到光纤测试仪。

(3)使用光纤测试仪测试光纤的损耗、色散和带宽等参数。

2. 光纤损耗测试(1)调整光源输出功率,记录光纤测试仪显示的光功率。

(2)将光纤跳线插入测试仪,再次记录光功率。

(3)计算光纤损耗:损耗 = (P1 - P2) / P1,其中P1为光源输出功率,P2为光纤输出功率。

3. 光纤色散测试(1)使用不同波长的光源,如850nm和1310nm,进行测试。

(2)记录光纤测试仪显示的光功率。

(3)计算光纤色散:色散= (ΔP1 - ΔP2) / Δλ,其中ΔP1和ΔP2分别为不同波长下的光纤损耗,Δλ为波长差。

4. 光纤带宽测试(1)使用不同频率的信号源,如10GHz和20GHz,进行测试。

(2)记录光纤测试仪显示的光功率。

(3)计算光纤带宽:带宽 = (P2 - P1) / P1,其中P1为低频信号下的光纤损耗,P2为高频信号下的光纤损耗。

五、实验结果与分析1. 光纤损耗测试结果显示,实验所用光纤的损耗在1.5dB/km左右。

2. 光纤色散测试结果显示,实验所用光纤的色散在0.1ps/nm·km左右。

3. 光纤带宽测试结果显示,实验所用光纤的带宽在20GHz左右。

六、实验结论1. 通过实验,我们了解了光纤的基本结构和组成,掌握了光纤的基本特性。

2. 光纤的损耗、色散和带宽等参数对光纤传输性能具有重要影响。

光纤专题实验报告

光纤专题实验报告

一、实验目的1. 了解光纤的基本原理和结构特点。

2. 掌握光纤的传输特性,包括损耗、带宽和模式色散等。

3. 熟悉光纤连接和测试方法。

4. 通过实验验证光纤传输系统的性能。

二、实验原理光纤是一种由玻璃或塑料制成的细长纤维,利用全反射原理传输光信号。

光纤具有低损耗、宽带宽、抗干扰能力强等优点,是现代通信领域的重要传输介质。

本实验采用单模光纤进行传输实验,实验系统主要包括光发送器、光纤、光接收器和测试设备。

实验原理如下:1. 光发送器将电信号转换为光信号,通过光纤传输。

2. 光纤将光信号传输到光接收器。

3. 光接收器将光信号转换为电信号,并通过测试设备进行测试和分析。

三、实验仪器与设备1. 光发送器:将电信号转换为光信号。

2. 光接收器:将光信号转换为电信号。

3. 光纤:单模光纤,长度为100米。

4. 光纤连接器:将光纤与光发送器和光接收器连接。

5. 光功率计:测量光信号的功率。

6. 光时域反射计(OTDR):测量光纤的损耗和长度。

7. 双踪示波器:观察光信号的波形。

四、实验步骤1. 将光发送器、光纤、光接收器和测试设备连接成实验系统。

2. 设置光发送器的输出功率和频率。

3. 通过光功率计测量光信号的功率。

4. 使用OTDR测量光纤的损耗和长度。

5. 通过双踪示波器观察光信号的波形。

五、实验结果与分析1. 光信号功率测量结果:实验中,光发送器的输出功率为-5dBm,经过100米光纤传输后,光接收器接收到的功率为-20dBm,损耗为15dB。

2. 光纤损耗测量结果:通过OTDR测量,光纤的损耗为0.15dB/km,符合实验要求。

3. 光信号波形观察结果:通过双踪示波器观察,光信号的波形基本稳定,无明显失真。

六、实验结论1. 光纤具有低损耗、宽带宽、抗干扰能力强等优点,是现代通信领域的重要传输介质。

2. 实验结果表明,单模光纤传输系统具有良好的传输性能。

3. 通过实验,掌握了光纤的连接和测试方法,提高了对光纤传输系统的认识。

光纤的测试实验报告

光纤的测试实验报告

光纤的测试实验报告
《光纤的测试实验报告》
光纤是一种用于传输光信号的先进技术,其在通信、医疗、工业控制等领域都
有着广泛的应用。

为了确保光纤传输的稳定性和可靠性,我们进行了一系列的
测试实验,并将结果进行了报告。

首先,我们对光纤的损耗进行了测试。

通过在不同长度的光纤上发送光信号,
并测量接收端的光功率,我们得出了光纤在不同长度下的损耗曲线。

实验结果
表明,光纤的损耗随着长度的增加而增加,但在一定范围内保持在可接受的范
围内。

其次,我们对光纤的带宽进行了测试。

通过发送不同频率的光信号,并测量接
收端的带宽,我们得出了光纤在不同频率下的传输性能。

实验结果表明,光纤
的带宽在高频率下会有所减小,但在常规通信频率范围内能够满足需求。

此外,我们还对光纤的折射率进行了测试。

通过测量光纤中不同位置的折射率,并进行数据分析,我们得出了光纤的折射率分布规律。

实验结果表明,光纤的
折射率在不同位置有所差异,但整体上符合设计要求。

最后,我们对光纤的耐压性进行了测试。

通过在光纤上施加不同程度的压力,
并测量光纤的传输性能,我们得出了光纤在不同压力下的稳定性。

实验结果表明,光纤能够在一定范围内承受压力,并且不会对传输性能产生明显影响。

综合以上实验结果,我们得出了光纤的测试实验报告,证明了光纤在传输性能、稳定性和可靠性方面都具有良好的表现。

这些实验结果为光纤的应用提供了有
力的支持,也为光纤技术的进一步发展提供了重要参考。

光纤的测试实验报告

光纤的测试实验报告

光纤的测试实验报告光纤的测试实验报告一、引言光纤作为一种重要的信息传输媒介,广泛应用于通信、医疗、工业等领域。

为了确保光纤传输的可靠性和性能,对光纤进行测试是必不可少的。

本实验报告旨在介绍光纤测试的方法和结果,以及对测试结果的分析和讨论。

二、实验目的本次实验的主要目的是测试光纤的传输损耗、带宽和衰减等性能指标,以评估光纤的质量和性能。

三、实验装置和方法1. 实验装置:本次实验使用的实验装置包括光纤测试仪、光源、光功率计、光纤连接器等。

2. 实验方法:(1)传输损耗测试:将光源与光纤连接,通过光功率计测量光纤的输入功率和输出功率,计算传输损耗。

(2)带宽测试:采用频域反射法(FDR)进行带宽测试,通过测量光纤的频率响应曲线,计算带宽。

(3)衰减测试:使用光源和光功率计,测量光纤在不同长度下的输出功率,计算衰减值。

四、实验结果与分析1. 传输损耗测试结果:经过多次测试,得到光纤的传输损耗为0.5 dB/km。

传输损耗越低,表示光纤的质量越好,传输距离越远。

2. 带宽测试结果:通过频域反射法测试,得到光纤的带宽为10 Gbps。

带宽越高,表示光纤的传输速率越快,能够支持更高的数据传输需求。

3. 衰减测试结果:在不同长度下进行衰减测试,得到光纤的衰减值为0.2 dB/km。

衰减值越低,表示光纤的信号损耗越小,传输距离越远。

五、实验讨论通过对实验结果的分析,可以得出以下结论:1. 本次测试的光纤传输损耗较低,说明光纤的质量较好,适合用于长距离传输。

2. 光纤的带宽达到了10 Gbps,能够满足目前大部分数据传输需求。

3. 光纤的衰减值较小,表明光纤的信号传输效果良好,适用于高质量的数据传输。

六、实验总结本次实验通过对光纤的传输损耗、带宽和衰减等性能指标进行测试,得到了相应的结果。

通过对实验结果的分析和讨论,可以评估光纤的质量和性能,为光纤的应用提供参考依据。

光纤作为一种重要的信息传输媒介,在现代社会中扮演着重要的角色,对其进行测试和评估具有重要意义。

光纤物理实验报告

光纤物理实验报告

光纤物理实验报告实验题目:光纤的基本特性和传输性能实验实验目的:1. 了解光纤的基本特性和传输性能;2. 学习使用光纤进行信号传输和光纤的应用。

实验器材:1. 光源:激光器2. 光纤:多模光纤、单模光纤3. 光功率计4. 光波导平头连接器5. 光纤示波器6. 光学衰减器7. 光纤拉弯装置实验原理:光纤是由细长的光导纤维构成,具有提供低损耗的传输介质的特点。

光纤的基本结构包括光芯、包层和包覆层。

光源经过光纤传输后会发生衰减和色散等现象。

实验步骤:1. 实验准备:将激光器、光功率计等仪器接通电源,并进行初始化设置。

2. 实验一:测量光纤的衰减特性。

a. 将光纤连接到光源和光功率计上。

b. 通过调节光源的输出功率,记录光功率计上的光功率。

c. 改变光纤的长度,再次记录光功率计上的光功率,并计算光纤的衰减值。

3. 实验二:测量光纤的折射率。

a. 将光纤固定在光纤示波器上,调节示波器的参数,使其显示出合适的波形。

b. 通过改变示波器的参数,观察波形的变化,并记录相应的光纤折射率数值。

4. 实验三:测量光纤的色散特性。

a. 使用不同频率的光源,将光纤连接到示波器上。

b. 观察示波器上的波形,记录不同频率下的光纤色散情况。

5. 实验四:光纤的曲率效应。

a. 将光纤固定在光纤拉弯装置上,通过改变装置的曲率,观察光纤的传输特性。

b. 分析不同曲率下的光纤传输性能。

实验结果分析:1. 衰减特性:通过实验得到的光纤衰减值可用于判断光纤的质量和适用范围。

2. 折射率:不同光纤的折射率有所不同,通过测量得到的折射率可用于光纤的设计和优化。

3. 色散特性:色散会导致光信号在传输过程中的失真,通过测量色散特性可以根据需求选择适合的光纤。

4. 曲率效应:光纤的曲率会影响光信号的传输性能,通过实验可以了解曲率对光纤的影响,并优化光纤的应用。

实验总结与展望:本次实验主要通过测量光纤的基本特性和传输性能,了解了光纤的衰减特性、折射率、色散特性和曲率效应。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验报告课程名称: 光通信技术实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称:光纤基本特性测试(一)实验类型: 基础型 同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得实验1-2 光纤数值孔径性质和测量一、实验目的和要求1、熟悉光纤数值孔径的定义和物理意义2、掌握测量光纤数值孔径的基本方法二、实验内容和原理光纤数值孔径(NA )是光纤能接收光辐射角度范围的参数,同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。

图一表示阶梯多模光纤可接收的光锥范围。

因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小,光纤的NA 大,传输能量本领大。

NA 的定义式是:式中n0 为光纤周围介质的折射率,θ为最大接受角。

n1和n2分别为光纤纤芯和包层的折射率。

光纤在均匀光场下,其远场功率角分布与理论数值孔径NAm 有如下关系:其中θ是远场辐射角,Ka 是比例因子,由下式给出:专业:姓名:学号: 日期: 地点:装订线式中P(0)与P(θ)分别为θ= 0和θ=θ处远场辐射功率,g 为光纤折射率分布参数。

计算结果表明,若取P(θ) / P(0) = 5%,在g≥2时Ka的值大于0.975。

因此可将P(θ)曲线上光功率下降到θ的正弦值定义为光纤的数值孔径,称之为有效数值孔径:中心值的5%处所对应的角度e本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。

三、主要仪器设备He-Ne 激光器、读数旋转台、塑料光纤、光纤微调架、毫米尺、白屏、短波长光功率计一套(功率显示仪1件、短波光探测器1只)。

四、实验步骤方法一:光斑法测量(如图2)1、实验系统调整;a.调整He-Ne激光管,使激光束平行于实验平台面;b.调整旋转台,使He-Ne激光束通过旋转轴线;c.放置待测光纤在光纤微调架上,使光纤一端与激光束耦合,另一端与短波光探测器正确连接;d.仔细调节光纤微调架,使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线上,并辅助调节旋转台使光纤的输出功率最大。

2、测输出数值孔径角θo。

a. 移开光探测器,固定光纤输出端;b. 分别置观察屏于距光纤端面L1、L2 距离处,测量观察屏上的光纤输出圆光斑直径D1、D2,计算两次读数差ΔL和ΔD,得输出孔径角为:θo=arctan[ΔD/(2ΔL)];c. 多次测量求平均值。

(注:如果圆光斑边界不清晰,一般是由于出射光功率太强引起的,适当旋转读数台减小耦合效率,直至得到一个清晰圆光斑为止。

)方法二:功率法测量1、测试输入孔径角a. 光纤输出端与短波光探测器正确连接,调节输入端使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线;b. 旋转读数平台,改变光束入射角,记录不同旋转角度θi 下的输出光功率值Pi;c. 画出P-θ曲线,取中心值P(θ)max 的5%所对应的θ值作为有效的数值孔径角θe。

2、计算光纤数值孔径:NAe= Sinθe。

3、He-Ne激光器和光功率计的电源,整理实验仪器,结束实验。

五、实验数据记录及处理记录用两种方法测量得到的实验结果,并计算分析。

1、光斑法测量:表1 方法一的实验数据和结果测量参数第一次测量第二次测量第三次测量∆(mm) 30.0 27.6 23.5光斑直径D∆(mm) 18.0 20.3 20.7屏与光纤头距离L数值孔径角0arctan[/(2)]D L θ=∆∆39.81 34.21 29.58光纤数值孔径sin e NA θ= 0.64 0.56 0.49平均数值孔径 0.562、功率法测量:表2 方法二的实验数据和结果左侧 右侧序号 光纤端面入射角Q (度) 光纤输出功率值(微瓦) 输出光功率相对值(以Q=0时的值为1)光纤端面入射角Q (度) 光纤输出光功率值 (微瓦) 输出光功率相对值(以Q=0时的值为1)1 0 140 1 0 182 1 2 -2 136 0.9713 179 0.984 3 -4 127 0.9075 166 0.912 4 -6 118 0.843 8 144 0.791 5 -8 112 0.800 10 127 0.698 6 -10 108 0.771 13 102 0.560 7 -13 94 0.671 15 84 0.462 8 -16 74 0.529 18 51 0.280 9 -20 32 0.229 20 32 0.176 10 -23 15 0.107 23 19 0.104 11 -25 10.7 0.076 25 14 0.077 12 -26 9.3 0.066 26 11 0.060 13 -27 7.8 0.056 27 7.2 0.040 14 -28 6.4 0.046 28 5.5 0.030 15 -29 5.1 0.036 29 3.9 0.021 16 -30 3.9 0.028 30 2.7 0.015 17 -31 3.1 0.022 31 1.9 0.010 18-32 2.4 0.017 32 1.3 0.007 顺时针旋转测的数值孔径角 27.6° 逆时针旋转测的数值孔径角 26.5° 平均数值孔径角i θ(度)27.1° 光纤的有效数值孔径eNA0.456六、实验结果与分析光斑法误差:通过光斑法测得的数值孔径NA=0.56.光斑法是通过粗略的测量出射光线的角度得到的实验结果,实验误差较大。

实验产生误差的可能原因主要有:1、在测量过程中,入射光线的入射角以及光纤的弯折都会影响最后的实验结果。

理想情况下,应该以最大接受角入射且光纤不发生弯折的情况下,得到的输出孔径角对应的是NA,但往往在实验过程中做不到这一点。

2、在测量光斑的直径时,光斑边缘会发生弥散,使得光斑直径的测量有误差。

3、光纤入射端面不平整、读数的误差等也会导致实验结果误差。

功率法误差:上述两图中,负值代表逆时针旋转,正值代表顺时针旋转。

通过作图得到实验结果数值孔径NA=0.456.与光斑法相比较,结果与理想值0.5更相近,但功率发和光斑法得到的结果差距较大,从实验原理和可靠性出发,应该是功率法测得的结果更加可信。

实验误差来源可能是:1、测量的仪器存在着误差,在实验过程中,当确定了一定角度后,将功率计对准光,稍微有些对不准数据就会跳动,造成误差。

2、在光路的建立过程中,引入了额外的误差,如光路未垂直入射、光纤端面不平整等,使功率减小了。

七、思考题1.光纤数值孔径的物理意义是怎么?谈谈本实验的测量精度取决于那些因素?光纤数值孔径的物理意义:光纤数值孔径(NA)是光纤能接收光辐射角度范围的参数,同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。

光纤数值孔径代表光纤能传输光能的大小,光纤的NA大,传输能量的本领大。

数值孔径是多模光纤的重要参数,它表征光纤端面接收光的能力,其取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的影响。

2)本实验的测量精度取决于如下因素:激光光源是否正确耦合至光纤;激光光源的稳定程度;光纤端面的平整程度;光纤安放的是否存在偏差;是否引入其他的损耗;光斑的衍射和弥散情况;人眼的判断精度;测量仪器的测量精度;功率探测器的灵敏度2.用两种方法测得的结果是否一样?若不一样,请说明原因。

两种方法的测量结果不一样。

从理论上分析,用圆斑法是利用了光线可逆的原理进行测量的,得到的实验结果是光纤的数值孔径;用功率法是利用了光纤的远场功率角分布与理论数值孔径NA的关系来测量的,最终得到数据不是光纤的数值孔径,而是光纤的有效数值孔径。

从本实验操作分析,造成测量结果差异的原因主要是光斑法需要测量光纤出射光斑,在测量过程中,入射光线的入射角以及光纤的弯折都会影响最后的实验结果。

理想情况下,应该以最大接受角入射且光纤不发生弯折的情况下,得到的输出孔径角对应的是NA,但往往在实验过程中做不到这一点。

功率法中采用了光功率计,有较可靠的数据支撑,并非肉眼观测判断,提高了实验的可靠性,但在测量仪器的误差等方面也会对实验结果造成影响。

3.为什么在测输入孔径角时要保证光纤输入端面位于旋转轴心上?若光纤端面置于旋转轴心上,在旋转旋转台时,激光束能始终入射光纤端面。

实验1-3 光纤传输损耗性质与测量一、实验目的和要求1、了解光纤损耗的定义;2、了解截断法,插入法测量光纤的传输损耗。

二、实验内容和原理1、截断法:(破坏性测量方法)首先测出整盘光纤的输出光功率P2(λ)。

然后在微调节架之后约0.3m 处(如图1)切断光纤,测得短光纤的输出光功率P1(λ)。

则可得到光纤的衰减为12()()10lg()P A db P λλλ= 衰减系数()()/A L αλλ= L :光纤长度图 12、插入法:将1、2对接,测得P 1(λ),然后将待测光纤接入,调整连接器接头使得输出最大,即为P 2(λ), 则)()()(12'λλλP P A -=,其中)('λA 包含了光纤衰减和连接器的损耗,因此这种方法准确度和重复性不如前一种好。

本实验只对截断法进行测试。

三、主要仪器设备He-Ne 激光器,透镜,五维微调节架,塑料多模光纤,短波长光功率计一套(功率显示仪1件、短波光探测器1只)。

四、操作方法和实验步骤1、如上图,将光纤端面处理后插入微调架与功率计的短波探头对准;2、使激光束通过透镜中心轴线,并确定其焦平面位置;3、将待测光纤的另一端夹入光纤夹,并使其端面处于物镜的焦平面位置;4、调节激光输入端的五维微调架,使得功率计上的输出值达到最大输出,并记下此值为P 2(λ);5、距光纤输入端约0.3m 处剪断光纤,重复上述步骤,得到P 1(λ);6、在光纤盘上记录下所剪断的长度,以备下次实验的时候得以确定光纤的剩余长度;7、最后根据公式计算得到光纤损耗的大小。

五、实验数据记录和处理功率大小 测量次数1()P λ 2()P λ()A λ ()αλ1 0.2W μ1.3W μ 8.13db 169.52/k db m 20.4W μ2.8W μ8.45db180.04/k db m平均传输损耗为174.78dB/km六、实验结果与分析实验测量得到的数据为174.78dB/km ,在理论值范围内。

实验过程中可能存在一些误差,主要来源于以下几个方面:(1)光纤固定不好,在截断前后测量长短光纤时接收入射激光的光纤处可能已经有了晃动。

(2)由于人工截断,所以光纤端面不齐整。

(3)光功率计的显示结果只能精确到小数点后一位,测量的误差较大,对实验结果造成影响。

实验心得本次实验总体来说还是比较简单的,实验原理比较易懂,对于我首次接触光通信的相关实验,可以更好的让我熟悉光纤等实验器材,学会光纤耦合的方法。

相关文档
最新文档