光纤连接器和光纤波分复用器性能测量.docx
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1、实验4光纤连接器性能测量与制作一、实验目的1. 了解光纤连接器种类及其各种性能指标的测量方法;2. 学习使用光功率计测量光纤连接器和光纤跳线的插入损耗、回波损耗、波长特性;3. 用裸光纤适配器制作光纤插头并测量其性能。二、实验仪器及器材1310nm光源,1550nm光源,GL-IIA手持式光功率计,带SM-FC/PC (或SM-ST/PC) 型光纤连接插头的光纤跳线,FC-FC/PC (或ST-ST/PC)型连接插座,FC (或ST)型裸光 纤适配器,单模裸光纤,3dB 1X2单模光纤耦合器。三、实验原理光纤连接器是进行光纤活动连接时必用的一种无源器件。光纤连接器的耦合形式、结构 种类繁多,可
2、分为对接耦合式(近场型)和透镜耦合式(远场型)两大类,本实验所测的光 纤连接器属前一类。对接耦合式光纤连接器是将两光纤的端面直接接触实现对接,它由光纤 插头与插座两主要部分组成。根据光纤插头的连接结构,常用的光纤连接器分为FC、SC、 ST、MU、LC等型号,图4-1示出了 FC型光纤连接器的结构。图4-1 FC型光纤连接器结构图裸光纤适配器是用于临时连接光纤断头或临时制作光纤插头的器件,制作光纤插头时先 将光纤断头除去保护涂层并清洗干净,按住裸光纤适配器上的释放按钮将裸光纤插入适配器 的细孔,并使光纤断头伸出插针端面58mm后放开按钮,用切割法将光纤端面处理成平面 光纤头,再按住释放按钮,将
3、光纤头拉回到与插针端面平齐再放开按钮,即完成插头的制作。光纤端面的接触形式对连接器的性能的影响至关重要。目前广泛使用的光纤连接器有三 种端面接触形式:平面型;PC 型(PC Physical Connect); APC 型(APC Angle Physical Connect)。这三种形式的光纤插头的插针端面接触方式如图4-2所示。Y)1图4-2光纤连接器的端面接触方式(a)平面接触型:(&) PC型;(c) APC型平面型连接器的插针端面为一垂直光纤芯轴的平面,这样插针进行连接时原则上可使纤 芯所在部位紧密接触。平面型接触光纤连接器的最大优点是加工简单、工艺成熟、成本低廉, 因此广泛使用。但
4、实际上由于公差的存在,插针端面不是绝对的平面,因此两端面间易存在 空隙,形成菲涅耳反射。菲涅耳反射除增加损耗外,反射光返D光源会使光源的输出不 稳定,降低系统性能。PC型和APC型接触光纤连接器的端面为抛光的球面,纤芯位于球冠 的中心,这样的结构有利于纤芯的紧密接触,可以有效的抑制菲涅耳反射。APC接头端面 不仅是球面,而且纤芯端面法线与纤芯轴成一定的角度,使反射光难以沿纤芯返回光源。光纤连接器的主要性能指标包括插入损耗、回波损耗、重复性、使用寿命。设连接器输 入端输入的光功率为尸in,出射端输出光功率为Pout,反射光功率为Pr,则插入损耗定义为:L =10lg(P /P ) (dB)(4-
5、1)回波损耗定义为:L =10lg(P /P ) (dB)(4-2)测量插入损耗的方法如图4-3所示,被测器件做成光纤跳线(即两端都装配了光纤连接 插头的短光纤),测量步骤是:(。)先将光功率计与光源输出尾纤连接,测量其输出功率P ; a 0)然后将被测光纤跳线a端与光源尾纤连接,b端与光功率计连接,测量跳线b端的光 功率Pb。通常光纤跳线的长度较短,只有数米,其纤内传输损耗可忽略不计,故可认为Pa 是插入跳线后所增加的这一对光纤连接器的入射光功率,Pb是其出射光功率,由(4-1)式 即可计算其插入损耗值。测量反射损耗的装置如图4-4所示,光源输出尾纤先与3dB光纤耦合器A端连接,在 将被测连
6、接器与光纤耦合器C端连接前先用光功率计测量记录C端的出射光功率Pc,即被 测器件的输入光功率。将被测连接器与光纤耦合器C端连接后用光功率计测量记录耦合器B 端的出射光功率Pb,由于光纤耦合器C、B之间有插入损耗,测量到的Pb小于被测器件的 反射光功率,其损耗为:LCB =T0lg( PJ P)(4 - 3)光功率if图4 4光纤连接器疲射锁耗测量装置示意图故还需要单另测量光纤耦合器C、B之间的插入损耗LCB,才能得出回波损耗。为此,可参 照测量插入损耗的方法,拆下光源尾纤与光纤耦合器A端的连接,测量光源尾纤的输出功 率PA,再将光源尾纤与光纤耦合器C端连接,测量B端的输出功率PB,则有:LB
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