光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试
光器件的回波损耗测试技术
& 结束语
据此方法在 49/::! 回波损耗测 试仪进行试 验 ! 实际 达 到 的 典 型 技 术 指 标 如 图 : 所 示 ! 测 量 值 小 于
!"$ 光纤耦合器偏振敏感性的影响
由于光纤的移动及机械拉伸等均会改变单模光 纤中的偏振状态 ! 偏振状态的改变又将影响耦合器的 耦合比 !从而影响测试准确度 %
部可调谐激光光源 # 它就具有执行波长扫描回波损耗 的测试能力 " 设计的关键在于使用一个额外的功率探测器作 为光源输入功率的监测器 # 它同时记录输入光功率和 返回光功率 # 用于回波损耗测试值的校准 " 这样设计
收稿日期 &!""#="?=". 作者简介 & 王峻宁 男 #-@A- 年生 # 硕士在读 图 ! 回波损耗测试方案 研究方向 & 光电测量仪器 ! 光纤通信 ! 光纤传感
值可根据需要设置 # 使得系统可利用不同的校准
件 # 使用非常灵活方便 " 软件流程如图 ! 所示 "
# 影响准确度因素分析
对回波损耗测试的过程要求较为严格 # 校准件 ! 测试跳线本身的回波损耗值以及各端面的清洁程度 均会对测试结果造成重大影响 # 不洁的端面引起的误
-!1%/0 到 -2#%/0 波长范围的外部光源 " 如果使用外
"’(7 左右 ! 探测器的灵敏度优于82%’(7 % !%( 干涉的影响
当激光光源的相干长度大于两倍的耦合器到被 测端的距离 时 ! 将 会 发 生 干 涉 现 象 ! 从 被 测 端 反 射 回 来的光 与 从 光 源 直 接 过 来 的 光 由 于 具 有 恒 定 的 相 位 差而会在光 功率 探 测 端 产 生 干 涉 ! 当 振 幅 相 同 ! 偏 振 方向一致时 ! 干涉现象最明显 % 主要解决方法是增加 耦 合器 隔 离 度 或 增 加 耦 合 器 到 被 测 端 距 离 以 使 光 程 差超过光源的相干长度 ! 普通 )8- 激光器的相干长度 小于十几毫米 ! 远小于耦合器与被测器件间的距离 ! 所 以干 涉 效 应 的 影 响 很 小 % 只 有 在 使 用 线 宽 很 窄 的
实验六-光纤活动连接器损耗测试实验讲解
常用光纤器件特性测试实验实验六光纤活动连接器损耗测试实验一、实验目的1、了解光纤活动连接器插入损耗测试方法2、了解光纤活动连接器回波损耗测试方法3、掌握它们的正确使用方法二、实验要求1、测量活动连接器的插入损耗2、测量活动连接器的回波损耗三、预备知识1、了解活动连接器的特点、特性四、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱2、FC 接口光功率计3、万用表4、FC/PC-FC/PC单模光跳线5、FC-FC 法兰盘6、Y 型分路器7、连接导线1台 1台 1台 2根 1个1个 20根五、实验原理光纤活动连接器是连接两根光纤或光缆形成连接光通路且可以重复装拆的无源器件。
其外形与普通电缆连接器有点相似，但其内部结构复杂，机械加工精度要求高。
主要技术要求是插入损耗小，拆卸方便，互换性好，重复插拔的寿命长。
它还具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。
评价一个活动连接器的性能指标有很多，其中最重要的指标有4个，即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。
光纤活动连接器插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的分贝数，计算公式为：I L 10lg(P 0P 1 （6-1）其中P 0为输入端的光功率，P 1为输出端的光功率。
对于多模光纤连接器来讲，注入的光功率应当经过扰模器，滤去高次模，使光纤中的模式为稳态分布，这样才能准确地衡量连接器的插入损耗。
光纤活动连接器的插入损耗越小越好。
光纤活动连接器插入损耗测试方法为：向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号（长度为24位），保持注入电流恒定。
将活动连接器连接在光发端机与光功率计之间，记下此时的光功率P 1；取下活动连接器，再测此时的光功率，记为P 0，将P 0、P 1代入10-1式即可计算出其插入损耗。
其实验原理框图如图6-1所示。
活动连接器的回波损耗：向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号（长度为24位），保持注入电流恒定。
回波损耗、失配损耗和插入损耗
PL0 |V | =PL0(dBm)－PL(dBm)= 20 lg 1 PL | V2 |
ZS
+ + VS V1 ZL
PL0
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失配损耗：Mismatch loss，由失配导致反射从而引起的损耗。定义为负载获得的功率与
入射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，绝对值越小越好（越接近 0 越好） ML(dB)= 10 lg
Pd = －[Pi(dBm)－Pd(dBm)]=10 lg(1－|Γ|2) Pi
插入损耗：Insertion loss，因插入某个网络而引起的损耗。定义为没插入该网络前负载
获得的功率与插入该网络后负载获得的功率之比，用 dB 表示。越小越好 IL(dB)= 10 lg
Vmax 1 | | = Vmin 1 | |
回波损耗：Return Loss/Reflection Loss，假定反射通路为主通路，负载得到的功率是被
损耗掉的，那么回波损耗定义为入射功率与反射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，一 般越大越好 RL(dB)= 10 lg
Pi =Pi(dBm)－Pr(dBm)=－20 lg|Γ| Pr
Pd = delivered power (also called the accepted power)（传输功率/负载接收功率） Pd= Pi－Pr= Pi·(1-Γ ) ， Pr = Pi·Γ
实验十一光纤耦合器的原理及性能测试
实验十一光纤耦合器的原理及性能测试光纤耦合器是一种用于将光信号从一个光纤传输到另一个光纤的设备。
它通常由光源、光纤、光学元件和检测器组成。
光纤耦合器的原理是利用光学元件将光信号从一个光纤耦合到另一个光纤中，同时保持信号的传输和质量。
光纤耦合器的主要性能指标包括插损、回波损耗、偏振相关性和耦合效率。
插损是指从输入光纤到输出光纤间能量的损失程度。
回波损耗是指在耦合过程中返回到光源的光信号损失的量。
偏振相关性是指光信号在耦合过程中发生的偏振旋转程度。
耦合效率是指被输入光纤耦合到输出光纤中的光信号的比例。
为了测试光纤耦合器的性能，可以采用以下方法：1.插入损耗的测试：将光纤耦合器与光学光源和光学检测器连接起来，测量输入和输出光功率的差异。
通过比较输入和输出光功率的差值，可以计算出耦合器的插损。
2.回波损耗的测试：将光纤耦合器的输入端连接到光源，输出端连接到光学检测器，并将光学反射镜连接到输出端。
测量从光源输入到输出端的光功率损失，以确定回波损耗。
3.偏振相关性的测试：将光纤耦合器的输入端连接到偏振光源，输出端连接到光学检测器，并通过改变输入端的偏振方向来测量输出端的光功率变化。
通过测量光功率的变化，可以确定光纤耦合器的偏振相关性。
4.耦合效率的测试：将光纤耦合器的输入端连接到光学光源，输出端连接到光学检测器，并将光纤耦合器连接到光纤，并测量输入光功率和输出光功率。
通过比较输入和输出光功率，可以计算出耦合效率。
此外，还可以通过使用OTDR（光时域反射仪）等仪器来测量光纤的损耗和传输性能。
通过TOF（飞行时间）测量等方法，可以实现对光纤传输的延迟和带宽的测量。
总之，了解光纤耦合器的原理以及性能测试的方法对于光纤通信系统中的光信号传输至关重要。
通过对光纤耦合器的性能进行测试，可以确保光信号在传输过程中的稳定性和最佳质量。
光纤跳线插入损耗回波损耗的技术指标
光纤跳线插入损耗回波损耗的技术指标光纤连接器插入损耗的初始值无论是光跳线还是尾纤，任一光纤连接器插入损耗的初始值必须符合下表的要求。
3.1.2光跳线和尾纤插入损耗的初始值朮跳践和用纤抽入损耗的初始值必顷荷育下农的妥求机械性能测试时插入损耗的增加值在进行机械性能测试时，无论是采用单模光纤还是多模光纤，光跳线和尾纤的插入损耗增加值必须满足下表的要求。
3.1.4宅内光跳线和尾纤在环境性能测试时的插入损耗增加值电内光跳线和尾纤在进行坏境性龍测试时.插入狱耗的增加值必须符合卜农的嬰求备注；附加誉减的起步備SS* f IEC別7甜-九试彩过桿屮取0.剋乩试笑左成杠取°4dE.尾纤W0.2dB,瓷十般材啊用舸珪盛・觀等『YD/T125S.2的表取税j•试#逐成IQ 此蚀前附捌袁减疔帛恢£ 比就於过艸中好吨*奸EBG小純匐挪讨论确迢单權代険在诫醴中咐RH11衰诫吐站(kiFVlOMm.试验后取叮吋1000；多模光缰右:试验中的附加衰械取DMRCOML试fejfrlJZd IdR/jOM).卜RJ*室外光跳线和尾纤在环境性能测试时的插入损耗增加值室外光跳线和尾纤在进行环境性能测试时，插入损耗的增加值必须符合下表的要求。
附丄妄1聲起沙值^TVD/T2289-4.克帆线”试MHVWBd心fl试聽常取DM乩尾紆助取05(3乩回波损耗技术指标光纤连接器回波损耗的初始值无论是光跳线还是尾纤，任一光纤连接器回波损耗的初始值必须符合下表的要求。
M22光跳线回波损耗的初始值和变化值光跳役回波损耗的初始佶和变化位必须符合下表的要求'3.2.3昆纤回波损耗的初始值和变化值托纤15波损耗的初始値和变化值必须符住卜衣的耍求,光跳线插入损耗的互换性对于多芯光跳线，仅选取其中一芯进行互换性测试。
插入损耗的互换性测试方法采用标准IEC 61300-3-34中的Method 1进行，测试结果应符合下表的要求。
光纤连接器的插入损耗
光纤连接器的插入损耗光纤连接器作为光通信系统中最基本也是最重要的光纤无源器件，其市场需求量越来越大。
近年来随着光纤宽带接入系统的发展，光纤链路中光纤连接器(包括其它有源及无源器件上使用的连接头)的使用越来越多，这对光纤连接器的插入损耗的测试准确性提出了越来越高的要求。
本文将就影响光纤连接器插入损耗的原因以及如何确保插入损耗测试的准确性及可靠性等问题作以简单的论述。
一． 有关概念1． 光纤连接器插入损耗（IL ）的定义： IL=01lg 10P P (dB) 其中P1为输出光功率，P0为输入光功率。
插入损耗单位为dB 。
2. 光纤连接器插入损耗的测试方法光纤连接器的插入损耗的测试方法一般有三种：基准法、替代法、标准跳线比对法。
由于在大批量的生产过程中，要求插入损耗的测试必须快速、准确且无破坏性。
因此现在的生产厂家大都采用第三种方法，即标准跳线比对法。
其测试原理图如下：当单模光纤尾纤小于50M 、多模光纤尾纤小于10M 时，尾纤自身的损耗可以忽略不计，此时测得的数据即为3端相对于标准连接器的插入损耗，并将此数据提供给客户。
当单模光纤尾纤大于50M 、多模光纤尾纤大于10M 时，应在测出的损耗值中减去光纤自身的损耗值。
3. 重复性重复性是指同一对插头，在同一只适配器中多次插拔之后，其插入损耗的变化范围。
单位用dB 表示。
重复性一般应小于0.1dB.4. 互换性由于光纤连接器的插入损耗是用标准跳线比对法测出的，其值是一个相对值。
所以在任意对接时，实际的插入损耗值很可能会大于用标准跳线比对法测出的值，而且不同的连接头、不同的适配器，其影响程度也会有所不同。
因此就有了互换性这一指标要求。
连接头互换性是指不同插头之间，或者不同适配器任意转换后，其插入损耗的变化范围。
其一般应小于0.2dB 。
如光波公司向客户承诺插入损耗小于0.3dB,互换性小于0.2dB ，则任意对接其插入损耗应小于0.5dB 。
二． 纤连接器插入损耗的主要因素1． 光纤结构参数（纤芯直径不同、数值孔径不同、折射率分布不同及其它原因等）的稳定光源 光功率计标准测试跳线 被测跳线标准适配器1 2 3 4失配引起的损耗。
光纤连接器的测试原理
光纤连接器的测试原理光纤连接器的测试原理是通过检测连接器之间的连接状态和连接质量，以确定光纤连接器是否正常工作。
这是确保互联网和其他通信网络正常运行的关键步骤。
光纤连接器的测试原理主要包括以下几个方面：1.可视外观检查：首先要对连接器的外观进行检查，确保没有损坏或污染。
外观检查是最简单和最基本的测试方法，可以确定连接器是否完整，是否有划痕或裂痕等缺陷。
2.端面检查：对连接器的端面进行检查，主要是检查连接器的离轴度、几何面度、污染和划痕等问题。
这可以通过专用的光纤显微镜或断电读取器来进行。
端面的优良质量对于光的传输非常重要，任何污染或几何面度偏差都会导致连接质量下降。
3.插入损耗测试：插入损耗测试是确定连接器连接时所引入的损耗的重要测试。
它通过使用光源和功率计对连接器进行测试，以测量连接器中的损耗。
光源发出一个已知光功率的信号，该信号通过连接器进入被测光纤，然后通过连接器的另一端口离开光纤，最后被功率计测量。
通过比较输入和输出功率，可以确定连接器中引入的损耗。
4.回波损耗测试：回波损耗测试是衡量连接器端口上反射光信号的能力。
当光信号抵达连接器的终端时，一部分会反射回来，这可能会对信号质量产生影响。
通过使用OTDR（光时域反射计）或光源和光功率计测试仪器，可以测量连接器终端处产生的反射光信号的强度。
回波损耗测试可以帮助确保连接器在连接过程中没有过多的反射信号。
5.振动和冲击测试：为了保证连接器在场景变化或剧烈动作的情况下的可靠性，需要对其进行振动和冲击测试。
通过将连接器安装在特殊设备中，并进行振动和冲击试验以模拟实际应用场景中的情况，以评估连接器在不同环境下的性能和可靠性。
总之，光纤连接器的测试原理主要包括可视外观检查、端面检查、插入损耗测试、回波损耗测试以及振动和冲击测试。
通过这些测试，可以确保连接器在使用中的质量和性能，提高光纤网络的可靠性和稳定性。
光纤插损测试方法
光纤插损测试方法光纤插损测试是光纤通信领域中重要的测试方法之一，用于评估光纤连接的质量和性能。
本文将介绍光纤插损测试的原理、步骤和常用测试仪器，以及一些注意事项。
一、光纤插损测试的原理光纤插损是指信号在光纤连接中传输时的损耗程度，它包括连接件本身的损耗和连接接头的损耗。
光纤插损测试的原理是利用光源发出一定功率的光信号，经过被测光纤连接后，再由光功率计测量输出功率，通过计算两者之间的差值来确定光纤连接的插损。
二、光纤插损测试的步骤1. 准备测试仪器：光源、光功率计、光纤连接器等。
2. 连接测试仪器：将光源和光功率计通过光纤连接器与被测光纤连接起来。
3. 设置测试参数：根据实际情况选择合适的测试波长、功率范围等参数。
4. 测量光功率：打开光源，使其发出光信号，然后使用光功率计测量输出功率。
5. 记录测试结果：将测得的输出功率记录下来，作为光纤连接的插损值。
三、光纤插损测试的常用仪器1. 光源：光纤插损测试中常用的光源有激光光源和LED光源。
激光光源具有高功率、窄带宽的特点，适用于长距离传输的测试；LED 光源功率较低，适用于短距离传输的测试。
2. 光功率计：光功率计用于测量光源输出功率和光纤连接的接收功率，常见的有光电探测器和光纤光功率计两种。
3. 光纤连接器：用于连接光源、光功率计和被测光纤，常见的有FC、SC、LC、ST等类型。
四、光纤插损测试的注意事项1. 清洁光纤：在进行光纤插损测试之前，需确保光纤的连接端面干净，无污染和损伤。
2. 正确设置测试参数：根据被测光纤的特性和要求，选择合适的测试波长、功率范围等参数。
3. 避免光纤弯曲：在连接光纤时要注意避免过度弯曲，以免影响测试结果。
4. 注意光源功率：光源功率不宜过高，以免对光功率计造成损坏。
5. 多次测试取平均值：为了获得更准确的插损值，建议进行多次测试，并取平均值作为最终结果。
总结：光纤插损测试是评估光纤连接质量的重要手段，通过测量光源输出功率和光纤连接的接收功率，可以计算得出光纤连接的插损值。
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光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试
一．实验目的和任务
1．了解光隔离器的工作原理和主要功能。
2．了解光隔离器各参数的测量方法。
3．测量光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗参数。
二．实验原理
光隔离器又称为光单向器，是一种光非互易传输无源器件，该器件用来消除或抑制光纤信道中产生的反向光，由于这类反向光的存在，导致光路系统间将产生自耦合效应，使激光器的工作变得不稳定和产生系统反射噪声，使光纤链路上的光放大器发生变化和产生自激励，造成整个光纤通信系统无法正常工作。
若在半导体激光器输出端和光放大器输入或输出端连接上光隔离器，减小反射光对LD的影响，因此，光隔离器是高码速光纤通信系统、精密光纤传感器等高技术领域必不可少的元器件之一。
光隔离器是利用了磁光晶体的法拉第效应，其组成元件有：光纤准直器（Optical Fiber Collimator）、法拉第旋转器（Faraday Rotator）和偏振器（Polarizator）。
隔离器按照偏振特性来分，有偏振相关型和偏振无关型。
它们的原理图如图1.1和图1.2所示：
图1.1 偏振相关的光隔离器
图1.2 偏振无关的光隔离器
对于偏振相关光隔离器，光通过法拉第旋转器时，在磁场作用下，光偏振方向旋转角为FHL =φ，式中H 为磁场强度，L 为法拉第材料长度，F 为材料的贾尔德系数。
如图 1.1，当输入光通过垂直偏振起偏器后，成为垂直偏振光，经过法拉第旋转器旋转了045，而检偏器偏振方向和起偏器偏振方向成045角，使得光线顺利通过，而反射回来的偏振光经过检偏器、法拉第旋转器以后，继续沿同一方向旋转045，即偏振方向刚好与起偏器偏振方向垂直，则光无法反向通过。
由于只有垂直偏振的光能通过光隔离器，因此称为偏振相关光隔离器。
偏振无关光隔离器如图1.2所示，图1.2(a)为光隔离器正向输入。
当包含两个正交偏振的输入光波被一个偏振分束器分离，变为垂直偏振光和平行偏振光。
这两束光通过法拉第旋转器，沿同一方向旋转045，再通过λ/2波片旋转045，垂直偏振光变为平行偏振光，平行偏振光变为垂直偏振光，经过偏振分束器合为一束光输出。
图1.2(b)是反向输入光的偏振态在隔离器中的演化过程。
在SWP 水平偏振态光折射，垂直偏振态光透射，则光不能从正向输入端输出。
（一） 光隔离器插入损耗测试的实验原理
光隔离器的插入损耗是光隔离器正向接入时，输出光功率相对输入光功率的比率（以dB 为单位）。
假设光隔离器的正向输入光功率为正1P ，输出光功率为正2P ，则其计算公式
为： 正正
21lg 10P P Insertloss = （1-1）
其插入损耗实验原理图如图1.3所示。
光隔离器
图1.3 光隔离器插入损耗测量原理图
（二） 光隔离器隔离度测试的实验原理
反向隔离度是隔离器最重要的指标之一，它表征光隔离器对反向传输光的隔离能力。
将光隔离器按图1.4反向接入，假设光隔离器反向输入光功率为反1P ，输出光功率
为反2P 。
则光隔离器隔离度计算公式为：
反反
21lg 10P P Isolator = （1-2）
光隔离器隔离度测量的原理图如图1.4所示。
光隔离器
图1.4 光隔离器反向隔离度测量原理图
（三） 光隔离器回波损耗测试的实验原理
光隔离器的回波损耗turnloss Re 是指正向入射到隔离器中的光功率与沿输入路径返回隔离器输入端口的光功率之比（以dB 为单位）。
隔离器的回波损耗主要由各元件和空气折射率失配并形成反射引起。
这是一个相当重要的指标，因为如果隔离器的回波太
强，那么它对系统返回光进行抑制的同时，自身也会给系统带来一定的反射。
假设光隔离器的输入光功率为P 1，其反射光功率为P r ，则光隔离器回波损耗的定义为：
r P P turnloss 1lg
10Re = （1-3） 光隔离器回波损耗测量的原理图如图1.5
所示。
图1.5 光隔离器回波损耗测量原理图
图中光环行器的作用是使反射光不返回光源，直接到达光功率计，由于P R 不能直接
测量，测试系统加了一个光环行器。
则计算回波损耗的公式变为：
3221
lg 10Re --=Insertloss P P turnloss （1-4）
式中32-Insertloss 是光环行器2-3端的插入损耗。
三． 实验设备
1．AV38121A 1310nm 单模调制光源
2．光纤跳线
3．三端环形器
4．适配器
5．折射率匹配液
6．待测偏振无关光隔离器
7．AV2496光纤多用表
四．实验步骤
（一）光隔离器插入损耗测试的实验步骤
1．首先通过光纤跳线将LD光源输出端连接到光功率计，从光功率计读出其输出功。
率，即光隔离器输入功率P
1
2．光隔离器正向接入，从光隔离器输出端测得光功率P
，即经过光隔离器的输出
2
功率。
3．由损耗公式（1-1）可以计算出光隔离器的插入损耗。
（二）光隔离器反向隔离度测试的实验步骤
1.首先通过光纤跳线将LD光源输出端连接到光功率计，从光功率计读出其输出功。
率，即光隔离器输入功率P
1
2.将隔离器反向接入，由光功率计读出光信号反向通过光隔离器后的输出光功率P。
2
3.光隔离器隔离度的计算公式（1-2）可以计算出它的隔离度。
（三）光隔离器回波损耗测试的实验步骤
1．首先，将LD光源输出端连接到光环形器1端，光信号经过环形器后，从2端输
，即光隔离器的输入光功率。
出。
由光功率计测量2端输出光功率P
1
2．然后按照图1.5，将光隔离器输入端与光环形器2端相连接。
在隔离器输出端涂上匹配液。
在环形器3端，用光功率计测量输出光功率P
，即光隔离器反射光，经过
2
环形器后的输出光功率。
3．由回波损耗的计算公式（1-4），计算光隔离器的回波损耗。
五．实验报告要求
1．写出测试原理。
2．列出测试结果。
3．计算并列出光隔离器的各种参数。