实验五光器件性能测量实验

实验五 光器件性能测量实验

一、实验目的

1．了解光衰减器的指标要求,掌握光衰减器的测试方法. 2.了解光分路器的指标要求, 掌握光分路器的测试方法.

二、实验仪器

1.光纤通信实验箱 2.20M双踪示波器

3.FC-FC单模尾纤 1根 4.信号连接线 2根 5．光衰减器, 6．光分路器 7．光功率计

三、基本原理

（一）光衰减器

光衰减器可分为固定光衰减器和可变光衰减器。

光衰减器是一种可根据工程需要提供不同衰减量的精密器件，主要的用途是： （1）调整光中继器之间的增益，以便建立适当的光输出； （2）光传输系统设备的损耗评价及各种试验测试要求。 可变光衰减器的结构原理图如图5.1所示。 反射光束

图3.2.1 可变光衰减器的原理结构图 透镜 光纤 可旋转衰耗板 光固定/可调衰减器测量结构示意图，如图5.2所示。

伪随机码序列 TX1310 光发射 端 机 电 光 光固定/可调衰减器 P

图5.2 平均光功率测试结构示意图

（二） 光分路器

光分路器主要是从光纤传输线路上取出一部分光信号做监测使用，其连接示意图见图5.3。

光功率计

去测试系统 尾纤 b 1310nm光分50% 光源 ? 去传输系统 路器 1310nm a

c 50%

图5.3 1310波长光分路器应用连接示意图

本实验系统提供了1310nm、1550nm两个工作波长光源，所以配置的光分路器也必须是这两个工作波长的分路器。中心波长1310nm或者1550nm，分光比建议为50：50。 （一） 主、支路插入损耗测量（选用1310nm波分复用器）

用光功率计首先测量1310nm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“b”点光功率Pb。记录测量结果，填入表格表5.1。再用光功率计测量支路“c”点光功率Pc。记录测量结果，填入表格5.1，计算光分路器主、支路插入损耗值。

（5.1） 表5.1

输入功率（mW） Pa： 输出功率（mW） Pb： Pc： 输出功率（mW） Pb+Pc： 总输出功率（mW） P总功率： 计算分光比（%） 插入损耗（dB）

（二） 分光比测量

利用上述测量结果，计算光分路器分光比。 （5.1）

（三） 波长特性测量

将测量光源改变为1550nm，分路器不变。重复上述第1和第2步实验步骤。见图5.4所示。记录测量结果，填入表格5.2。分析1310nm波长分路器使用在其它波长时的影响结果。

b 光功率计 去测试系统 尾纤 50% 1310nm光分光发端机 去传输系统

路器 1550nm a c 50%

图5.4 光分路器性能1550波长测试连接示意图

表5.2 输入功率（mW） Pa： 输出功率（mW） Pb： Pc： 输出功率（mW） Pb+Pc： 总输出功率（mW） P总功率： 计算分光比（%） 插入损耗（dB） 四、实验步骤

（一）光衰减器的性能指标测量

1.关闭系统电源，按照前面实验中的图5.2将1310nm光发射端机的TX1310法兰接口、FC-FC单模尾纤、光功率计连接好，注意收集好器件的防尘帽。

2.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—平均光发功率”。确认，即在P103（P108）

铆孔输出1KHZ的31位m序列。

3. 示波器测试P103（P108）铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4. 用信号连接线连接P103（P108）、P201两铆孔，示波器A通道测试TX1310测试点，确认有相应的波形输出，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将1KHZ的31位m序列电信号送入1310nm光发端机，并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。

5. 调节光功率计工作波长“1310nm”、单位“mW”，读取此时光功率，即为1310nm光发射端机在正常工作情况下，对于31位m序列的平均光功率，记录光功率P1。

6.关闭系统电源，按照图5.2将固定（可调）衰减器串入光发射端机有光功率计之间，注意收集好器件的防尘帽。

7重复步骤2、4，测得衰减后的光功率P2， 按Li?10LgP2(dB) P1公式计算即为衰减器的衰减量。若为固定衰减器，则将测得值与其标注的衰减量进行比较，算出其衰减精度（一般±10%）。若为可调衰减器，慢慢调节其衰减量，记下P2的变化范围，算出此可调衰减器的衰减范围。

7.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。

注：本实验也可选择选择工作波长为1550nm的LD光发射端机。

（二）光分路器的性能指标测量

（A）1310nm光分路器主、支路插入损耗和分光比的测量 1.关闭系统电源，按照前面实验中图5.4将1310nm光发射端机的TX1310法兰接口、FC-FC单模尾纤、光功率计连接好，注意收集好器件的防尘帽。

2.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—平均光发功率”。确认，即在P103（P108）铆孔输出1KHZ的31位m序列。

3. 示波器测试P103（P108）铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4. 用信号连接线连接P103（P108）、P201两铆孔，示波器A通道测试TX1310测试点，确认有相应的波形输出，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将1KHZ的31位m序列电信号送入1310nm光发端机，并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。

5. 调节光功率计工作波长“1310nm”、单位“mW”，读取此时光功率，即为1310nm光发射端机在正常工作情况下，对于31位m序列的平均光功率，记录光功率Pa。

6.关闭系统电源，按照图3.5.1将光分路器串入，测得光分路器一支路输出端口的光功率Pb，紧接着将光功率计移到另一支路输出端口，测得光功率Pc，注意收集好器件的防尘帽。

7．将测得数据填入表格，并算出主、支路插入损耗和分光比。 8.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。

（B）1310nm光分路器在1550nm光源测试条件下测得性能差异 1.关闭系统电源，按照前面实验中图5.4将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模尾纤、光功率计连接好，注意收集好器件的防尘帽。

2.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—平均光发功率”。确认，即在P103（P108）铆孔输出1KHZ的31位m序列。

3. 示波器测试P103（P108）铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4. 用信号连接线连接P103（P108）、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，

确认有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将1KHZ的31位m序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。

5. 调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“mW”，读取此时光功率，即为1550nm光发射端机在正常工作情况下，对于31位m序列的平均光功率，记录光功率Pa。

6.关闭系统电源，按照图5.4将光分路器串入，测得光分路器一支路输出端口的光功率Pb，紧接着将光功率计移到另一支路输出端口，测得光功率Pc，注意收集好器件的防尘帽。

7.将测得数据填入表格，算出主、支路插入损耗和分光比。 8.将此次实验得出的结果与上面实验结果比较，给出你的结论。 9.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。

五、实验结果

1.通过测试得出待测衰减器的衰减量。 2.根据实验数据，完成表格5.1、5.2。