北邮光纤实验报告背向散射法测量光纤的衰减常数
光纤损耗的测试实验报告
光纤损耗的测试实验报告实验名称：光纤损耗的测试实验目的：1. 掌握光纤损耗测试方法；2. 了解光纤损耗与光纤实际应用的关系；3. 观察不同因素对光纤损耗的影响。
实验器材：1. 一根光纤；2. 光纤损耗测试仪；3. 光源；4. 光功率计；5. 滤光片；6. 直流电源。
实验步骤：1. 将光源和光功率计与光纤损耗测试仪相连；2. 通过直流电源给光源供电；3. 调整光源的功率以及滤光片的位置，使得光纤输入的光功率稳定在一个合适的范围；4. 将被测光纤连接到光纤损耗测试仪的端口；5. 观察光功率计显示的数值，并记录下来；6. 通过调整光纤的连接方式、弯曲度以及距离等因素，重复步骤5；7. 分别测试不同长度的光纤，如10米、20米、30米等；8. 分析数据并得出结论。
实验结果：在进行实验时，我们观察到以下现象：1. 光纤损耗与光纤的连接方式有关，直插连接方式损耗较小，而弯曲连接方式损耗较大；2. 光纤损耗与光纤的弯曲度有关，弯曲度越大，损耗越大；3. 光纤损耗随着距离的增加而增加，损耗与距离呈线性关系。
实验分析：1. 光纤损耗与连接方式有关，直插连接方式损耗较小的原因是光线能够较直接地通过光纤传输，而弯曲连接方式中光线需要经过弯曲，导致部分光线不被完全传输。
2. 光纤损耗与弯曲度有关的原因是弯曲会引起光纤中光线的折射和反射，从而导致部分光线能量的损失。
3. 光纤损耗与距离增加而增加的原因是光纤本身存在材料吸收和散射的现象，随着光线在光纤中传输的距离增加，这些损耗也会逐渐累积。
实验结论：光纤损耗的大小与光纤的连接方式、弯曲度以及传输距离等因素密切相关。
在实际应用中，应选择合适的连接方式、控制光纤的弯曲度，并根据实际需求合理选择光纤的长度，以降低光纤损耗，保证传输质量。
实验改进：为了进一步完善实验结果，我们可以进行如下改进：1. 增加实验样本数量，对更多不同规格、材质的光纤进行测试，以验证实验结果的一般性；2. 在实验中加入光纤连接头的测试，以了解连接头对光纤损耗的贡献；3. 在实验过程中，控制所有其他因素保持一致，只改变一个因素进行测试，以便更准确地观察不同因素对光纤损耗的影响。
光纤测量实验报告
光纤测量实验报告光纤测量实验报告引言：光纤测量是一种重要的技术手段，它在通信、医疗、工业等领域都有广泛应用。
本次实验旨在通过实际操作，深入了解光纤测量的原理、方法和应用。
通过对不同光纤的测量，我们可以更好地理解光纤通信的工作原理，并掌握光纤测量的基本技术。
一、光纤测量的原理光纤测量是利用光的传输特性进行测量的一种方法。
光纤是一种具有高折射率的细长材料，通过光的全反射来传输信号。
在光纤中，光信号会以光纤的轴线为中心，沿着纤芯传播，而纤芯外的光信号则会以全反射的方式被反射回来。
这种特性使得光纤成为一种理想的传输介质。
二、光纤测量的方法1. 光纤长度测量光纤长度测量是光纤测量中的基础工作。
常用的测量方法有时间域反射法和频域反射法。
时间域反射法利用光脉冲在光纤中传播的时间差来测量光纤的长度，而频域反射法则通过测量光信号在光纤中的频率变化来计算光纤的长度。
2. 光纤损耗测量光纤损耗测量是评估光纤传输质量的重要指标。
常用的测量方法有衰减系数法和反射法。
衰减系数法通过测量光信号在光纤中的强度衰减来计算光纤的损耗，而反射法则通过测量光信号在光纤两端的反射强度来评估光纤的损耗情况。
3. 光纤折射率测量光纤折射率是光纤传输中的重要参数之一。
常用的测量方法有干涉法和折射法。
干涉法通过测量光信号在光纤中的干涉效应来计算光纤的折射率，而折射法则通过测量光信号在光纤中的折射角度来评估光纤的折射率。
三、光纤测量的应用1. 光纤通信光纤通信是光纤测量的重要应用之一。
光纤的高带宽和低损耗使得它成为传输大量信息的理想介质。
通过光纤测量，我们可以评估光纤通信系统的性能，并优化系统的传输质量。
2. 医疗领域光纤在医疗领域中有广泛的应用。
例如，光纤可以用于内窥镜和激光手术器械等医疗设备中，实现对人体内部的观察和治疗。
通过光纤测量，我们可以确保医疗设备的准确性和安全性。
3. 工业领域光纤在工业领域中也有重要的应用。
例如，光纤传感器可以用于测量温度、压力和应变等物理量，实现对工业过程的监测和控制。
光纤的测量实验报告
一、实验目的1. 了解光纤的基本特性和测量方法。
2. 掌握光纤光功率计的使用方法。
3. 学习光纤连接器的安装与调试技术。
4. 通过实验，加深对光纤传输特性的理解。
二、实验原理光纤是一种传输光信号的介质，具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优点。
本实验主要研究光纤的以下特性：1. 光纤的衰减特性：光纤的衰减是指光信号在传输过程中由于光纤本身的材料特性、连接质量等因素引起的能量损失。
本实验通过测量不同长度光纤的衰减，了解光纤的衰减特性。
2. 光纤的连接特性：光纤的连接质量直接影响光纤系统的性能。
本实验通过连接器安装与调试，掌握光纤连接器的正确使用方法。
3. 光纤的反射特性：光纤的反射特性是指光信号在光纤与连接器、光纤与光纤之间的反射现象。
本实验通过测量光纤的反射损耗，了解光纤的反射特性。
三、实验仪器与设备1. 光纤光功率计2. 光纤跳线3. 光纤连接器（ST、SC、FC等）4. 光纤熔接机5. 光纤衰减器6. 光纤清洁工具四、实验步骤1. 光纤衰减特性测量1.1 将光纤跳线的一端连接到光纤光功率计的输入端口，另一端连接到待测光纤的一端。
1.2 将光纤光功率计的输出端口连接到光纤跳线的另一端。
1.3 测量不同长度光纤的输出功率，记录数据。
1.4 根据公式计算光纤的衰减系数。
2. 光纤连接器安装与调试2.1 清洁光纤连接器与光纤端面。
2.2 将光纤连接器与光纤端面紧密对接。
2.3 使用光纤熔接机对光纤连接器进行熔接。
2.4 测量熔接后光纤的输出功率，确保连接质量。
3. 光纤反射特性测量3.1 将光纤衰减器连接到光纤光功率计的输入端口。
3.2 将光纤连接器连接到光纤衰减器的一端。
3.3 测量光纤连接器的反射损耗。
3.4 改变光纤连接器的方向，再次测量反射损耗。
五、实验结果与分析1. 光纤衰减特性通过实验，可以得到不同长度光纤的衰减系数，分析光纤的衰减特性。
2. 光纤连接特性通过实验，可以掌握光纤连接器的安装与调试技术，确保连接质量。
实验二、光纤损耗及断点的检测
实验⼆、光纤损耗及断点的检测实验⼆光纤损耗及断点的检测⼀、实验⽬的：了解光纤损耗的检测⼿段，认识光时域反射计，熟悉使⽤⽅法，利⽤光时域反射计检测光纤的损耗和断点。
⼆、实验仪器：1.光时域反射计OTDR ⼀台2.1550 nm波长的单模光纤若⼲3.打印机Epson5700 ⼀台4.跳线两根5.法兰盘两个三、实验原理：检测光纤损耗的基准⽅法是剪断法，剪断法的精度较⾼，但是这种⽅法属于破坏性测量，不适合现场使⽤，为了克服这⼀弱点，提出了两种替代⽅法插⼊法、背向散射法，其中背向散射法只需要光纤的⼀端测试，⽅法⼗分简单，很适合现场测量，特别是可⽤来测光纤的长度及确定故障点位置，所以这种⽅法应⽤⼴泛。
⽤这种⽅法测量光纤损耗的仪器称为光时域反射计（Optical time domain reflectometer），本实验即介绍利⽤OTDR对光纤损耗及断点的检测。
光时域反射计利⽤反射测量技术测量光波导（如光纤）特性的⼀种仪器，光纤中反射光造成光反射的原因有光缆的端部、光纤的断裂处、接头、连接器界⾯、裂纹、碎裂，或传输媒质的其它各向异性特点和不连续性。
从理论上分析主要是瑞利散射和菲涅尔反射。
1.瑞利散射在光纤中存瑞利散射，瑞利散射是由于光纤⾃⾝的缺陷和掺杂成分的不均匀性所产⽣的。
瑞利散射光的特点是散射光波长与⼊射光波长相同，散射光功率与该点⼊射光功率成正⽐。
散射光沿各⽅向皆有，但只有⼩部分在光纤数值孔径内的光会沿光纤轴向传播。
如在光纤输⼊端注⼊⼤功率窄脉冲光信号，在光脉冲沿着光纤传播时，各点的散射光部分将被返回到光纤的输⼊端。
离光纤输⼊端近的地⽅散射回来的光较强，⽽离输⼊端远的地⽅散射回来的光较弱。
离光纤输⼊端近的地⽅散射回来的光先返回⾄光脉冲输⼊端。
2.菲涅⽿反射光在传输过程中通过折射率不同的介质的界⾯产⽣的反射称为菲涅⽿反射。
根据菲涅⽿定理，功率为in P 的光垂直⼊射时，反射功率T P 与in P 有如下关系：)(1212n n n n P P in T +-=其中21n n 、分别为不连续处两侧折射率。
OTDR实验报告
实验名称：自构建光纤链路的otdr测试实验实验日期：指导老师：林远芳学生姓名：同组学生姓名：成绩：一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、实验结果记录与分析五、数据记录和处理六、结果与分析七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 了解瑞利散射及菲涅尔反射的概念及特点；2. 熟练掌握裸纤端面切割、清洁、连接对准方法及熔接技术；3. 熟悉光时域反射仪（optical time domain reflectometer，以下简称 otdr）的工作原理、操作方法和使用要点，能利用 otdr 测试、判断和分析光纤链路中的事件点位置及其产生原因，提高工程应用能力。
二、实验内容和原理1．otdr 测试基本理论散射：光遇到微小粒子或不均匀结构时发生的一种光学现象，此时光传输不再具有良好的方向性。
瑞利散射：当光在光纤中传播时，由于光纤的基本结构不完美（光纤本身的缺陷、制作工艺和材料组分存在着分子级大小的结构上的不均匀性），一部分光纤会改变其原有传播方向而向四周散射（图 1-3-1），引起光能量损失，其强度与波长的 4 次方成反比，随着波长的增加，损耗迅速下降。
后向或背向散射：瑞利散射的方向是分布于整个立体角的，其中一部分散射光纤和原来的传播方向相反，返回到光纤的注入端，形成连续的后向散射回波。
光纤中某一点的后向回波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可以测试出光纤的损耗。
菲涅尔反射：当光纤由一种媒质进入另一种媒质时会产生的一种反射，其强度与两种媒质的相对折射率的平方成正比。
如图1-3-2 所示，一束能量为p0 的光，由媒质 1（折射率为nl）进入媒质 2（折射率为 n2）产生的反射信号为p1，则n1n2p1nn21 2 衰减：指信号沿链路传输过程中损失的量度，以 db 表示。
衰减是光纤中光功率减少量的一种度量，光纤内径中的瑞利散射是引起光纤衰减的主要原因。
通常，对于均匀光纤来说，可用单位长度的衰减，即衰减系数来反映光纤的衰减性能的好坏。
北邮光纤通信实验报告
信息与通信工程学院光纤通信实验报告班级：姓名：学号：实验合作小组：一、OTDR的使用1、实验原理OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。
瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。
OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。
这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。
形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。
给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与信号的脉冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。
瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关，波长较短则功率较强。
也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。
在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。
因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。
很自然，这些现象也会影响到OTDR。
作为1550nm 波长的OTDR，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。
而作为高衰减的1310nm 或1625nm波长，OTDR的测试距离就必然受到限制，因为测试设备需要在OTDR轨迹中测出一个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。
菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。
在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。
因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。
OTDR的工作原理就类似于一个雷达。
它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返回来的是什么信息。
这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
北邮光纤实验报告背向散射法测量光纤的衰减常数
信息与通信工程学院光纤通信实验——背向散射法测量光纤的衰减常数一、实验原理背向散射法是测量光纤衰减常数的替代法。
背向散射法是一种非破坏性的测量方法，测量时，只需在光纤的一端进行。
这种方法不仅能测量光纤衰减常数，还能检测光纤的物理缺陷和断点位置，测定接头损耗位置，测量光纤的长度等。
因此，这种方法被广泛应用在光纤光缆的研究、生产、工程施工和传输系统的维护中。
利用背向散射法原理做成的测试仪表叫做光时域反射计（Optical Tine Domain Reflectometer，OTDR）。
背向散射法的原理与雷达相似，它在光纤的一端注入大功率的窄光脉冲，在光脉冲沿着光纤传输时，由于光纤各处存在着瑞利散射，其后向散射部分不断返回光纤的输入端；而当光信号遇到裂纹时反射回的光信号会比后向散射的光信号强很多。
在光纤输入端通过适当的耦合和接收信号处理，可以得到光脉冲沿着光纤的衰减及其它信息。
OTDR的主要组成包括光源、光分路器/耦合器、信号处理部分和显示器等。
光源是一个或几个脉冲激光器，可以提供单个波长或多个波长的不同脉冲度和重复频率的光脉冲。
光分路器/耦合器将光脉冲信号耦合到被测光纤，并将后向散射光和反射光信号耦合到光接收器中。
信号处理部分完成电信号的放大和处理，并将处理过的电信号与从光脉冲中提取的触发信号同步扫描到显示器上，在显示器给出相关数据和结果。
背向散射法是测量光纤衰减常数的原理图OTDR测得的背向散射法典型曲线由于信号是通过对数放大器处理的，衰减曲线的纵坐标是对数标度。
图中5个典型的曲线段分别表示：①为光纤输入端的耦合器件产生的反射（菲涅耳反射）；②为恒定斜率区；③为接头损耗点或耦合引起的不连续性；④为波导缺陷引起的强反射点；⑤为输出端菲涅耳反射。
图中A、B两点之间是一条直线，表明相应于光纤上AB段的衰减常数为一定值，由于后向光经过往返两次衰减，所以曲线AB段光纤的衰减为二、实验步骤（1）按上图所示连接OTDR和被测光纤；（2）开启OTDR的电源，设置OTDR；（3）设置参数：按照被测光纤的折射率设置OTDR的折射率值，分别选取脉冲宽度为1310nm和1550nm进行测量，OTDR使用方法见试验室的说明;（4）按下测试键，此时输出指示灯亮，测试完毕后指示灯灭，曲线稳定；（5）存储曲线（起文件名、确认、存储测试结果）；（6）分析曲线：确定游标；读取AB间的距离就是光纤的纤长；读取衰减常数三、实验结果计算结果如下：1310nm ：α=0.383dB/Km1550nm ：α=0.384dB/Km四、心得体会虽然光纤实验只有一次机会，但我还是见识了好几样仪器，有些仪器操作起来还是有一定难度的。
光纤损耗实验报告
光纤损耗实验报告光纤损耗实验报告引言：光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，其高速、大容量和低损耗的特点使其在通信领域得到广泛应用。
在光纤通信系统中，光信号在传输过程中会遇到一定的损耗，这些损耗对于信号的传输质量和距离限制起着重要作用。
本实验旨在通过实际测量，了解光纤损耗的原因和特性。
一、实验目的本实验的主要目的是测量光纤的损耗，并分析其原因。
通过实验，我们将探究光纤损耗与波长、纤芯直径、光纤长度等因素之间的关系，并验证光纤损耗与传输功率的指数关系。
二、实验原理光纤损耗是指光信号在光纤中传输过程中所遭受的能量损失。
光纤损耗主要包括吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。
1. 吸收损耗：光纤材料对特定波长的光有一定的吸收能力，当光信号通过光纤时，部分能量会被光纤材料吸收，从而导致能量损失。
2. 散射损耗：光在光纤中传输时，会与材料的微观不均匀性或杂质发生散射，使光信号的能量散失，从而产生散射损耗。
3. 弯曲损耗：当光纤被弯曲时，光信号会在弯曲处发生反射和折射，导致能量损失。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料：光纤、光源、光功率计等。
2. 将光纤连接到光源和光功率计上。
3. 设置光源的波长和功率，并记录下初始的光功率值。
4. 通过调节光源的功率，记录不同功率下的光功率值。
5. 改变光纤的长度，记录不同长度下的光功率值。
6. 改变光纤的纤芯直径，记录不同直径下的光功率值。
7. 结束实验，整理实验数据。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出光功率与波长、光纤长度、纤芯直径之间的关系曲线。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 光纤损耗与波长成正比关系：随着波长的增加，光纤的吸收损耗也会增加。
这是由于光纤材料对不同波长的光吸收能力不同所导致的。
2. 光纤损耗与光纤长度成正比关系：当光信号在光纤中传输时，光的能量会随着传输距离的增加而逐渐减少。
这是由于光在光纤中的传输过程中，会与材料发生吸收和散射，从而导致能量损失。
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信息与通信工程学院
光纤通信实验
——背向散射法测量光纤的衰减常数
一、实验原理
背向散射法是测量光纤衰减常数的替代法。
背向散射法是一种非破坏性的测量方法，测量时，只需在光纤的一端进行。
这种方法不仅能测量光纤衰减常数，还能检测光纤的物理缺陷和断点位置，测定接头损耗位置，测量光纤的长度等。
因此，这种方法被广泛应用在光纤光缆的研究、生产、工程施工和传输系统的维护中。
利用背向散射法原理做成的测试仪表叫做光时域反射计（Optical Tine Domain Reflectometer，OTDR）。
背向散射法的原理与雷达相似，它在光纤的一端注入大功率的窄光脉冲，在光脉冲沿着光纤传输时，由于光纤各处存在着瑞利散射，其后向散射部分不断返回光纤的输入端；而当光信号遇到裂纹时反射回的光信号会比后向散射的光信号强很多。
在光纤输入端通过适当的耦合和接收信号处理，可以得到光脉冲沿着光纤的衰减及其它信息。
OTDR的主要组成包括光源、光分路器/耦合器、信号处理部分和显示器等。
光源是一个或几个脉冲激光器，可以提供单个波长或多个波长的不同脉冲度和重复频率的光脉冲。
光分路器/耦合器将光脉冲信号耦合到被测光纤，并将后向散射光和反射光信号耦合到光接收器中。
信号处理部分完成电信号的放大和处理，并将处理过的电信号与从光脉冲中提取的触发信号同步扫描到显示器上，在显示器给出相关数据和结果。
背向散射法是测量光纤衰减常数的原理图
OTDR测得的背向散射法典型曲线
由于信号是通过对数放大器处理的，衰减曲线的纵坐标是对数标度。
图中5个典型的曲线段分别表示：
①为光纤输入端的耦合器件产生的反射（菲涅耳反射）；
②为恒定斜率区；
③为接头损耗点或耦合引起的不连续性；
④为波导缺陷引起的强反射点；
⑤为输出端菲涅耳反射。
图中A、B两点之间是一条直线，表明相应于光纤上AB段的衰减常数为一定值，由于后向光经过往返两次衰减，所以曲线AB段光纤的衰减为
二、实验步骤
（1）按上图所示连接OTDR和被测光纤；
（2）开启OTDR的电源，设置OTDR；
（3）设置参数：按照被测光纤的折射率设置OTDR的折射率值，分别选取脉冲宽度为1310nm和1550nm进行测量，OTDR使用方法见试验室的说明;
（4）按下测试键，此时输出指示灯亮，测试完毕后指示灯灭，曲线稳定；
（5）存储曲线（起文件名、确认、存储测试结果）；
（6）分析曲线：确定游标；读取AB间的距离就是光纤的纤长；读取衰减常数三、实验结果
计算结果如下：1310nm ：α=0.383dB/Km
1550nm ：α=0.384dB/Km
四、心得体会
虽然光纤实验只有一次机会，但我还是见识了好几样仪器，有些仪器操作起来还是有一定难度的。
测试衰减常数的实验是比较直观的，通过读仪器上的数据，利用理论公式求出衰减常数。
测量结果对于1310nm波长，经过11.5km的光纤，衰减常数接近于理论值0.32。
但是对于1550nm波长，衰减常数却与理论值0.19有不小差距，可能是由于光纤接口部位有污损，导致衰减增大。
本次实验时间较短，内容较多，并没有对每个内容完全了解。
不过体验了这么多的仪器，对光纤实验有了一些理解，也让我对光纤通信这方面有了更多的兴趣。