光纤衰减测量ppt课件.ppt

第一章光纤的基本原理
第二章光纤系统转换器和元件连接
第三章光纤衰减测量
第四章光纤色散测量
第五章光纤传感器基本原理

第六章光纤机械量传感器
第七章光纤热工量传感器
第八章光纤电磁量传感器
第九章医用光纤传感器
第三章光纤衰减测量
衰减是光纤传输特性的重要参量，它的测量是光纤传输特性测量的重要内容之一。
衰减直接影响光纤的传输效率。对通信应用的光纤，低衰减特性尤为重要。3．2衰减测量的光激励

单模光纤中损耗的功率可用损耗系数来描述，它表示单位长度光纤的损耗功率。
如果沿长度方向的损耗是均匀的，那么在知道输入功率P(0)后，沿光纤长度方向上任一点z处的功率P(z)便可用损耗系数表示
对多模光纤，按单位长度计算的均匀损耗这一概念不成立。只有在稳态模式分布的条件下，才能得到惟一代表光纤本征特性的α值。
获得稳态模式分布有三种方法：
(1)建立NAb≈NAf的光学系统；
(2)建立稳态模式模拟器，一般包括扰模器和包层模消除器；
(3)用一根性能和被测光纤相同或相似的辅助光纤，代替光纤耦合长度的作用，这种方法在现场应用得非常方便。扰模器是一种用强烈的几何扰动实现模式强耦合的部件。通过这种部件能提供一个与光源特性无关的模式分布。8滤模器是一种用来选择，并抑制或衰减某些模式以便建立所需要的稳态模式分布的部件。
滤模器可以是绕棒式的，即把光纤用较小的张力绕在一根20mm长的棒上。
或将光纤嵌入s型槽内．其中充满折射率匹配液可消除包层模。

包层模剥除器是一种使包层模转换成辐射模的部件，它可以将包层模从光纤中除掉。
由于光具有向高折射率介质折射的性质，将滤模器中那一段光纤的涂敷层去掉，并浸在折射率等于或稍大于包层折射率的匹配液中。
匹配液可以采用丙三醇(甘油)、四氯化碳和液态石腊等。

11适当的光耦合系统与扰模器、滤模器及包层模剥除器一起构成“注入系统”，通过注入系统的光功率应达到稳态分布。判断是否达到稳态分布有两种方法。
其一是看光纤输出功率与扰模程度的变化关系：刚开始扰模时由于高阶模的包层模损耗很大，输出功率下降很快；当模式趋于稳态分布时，输出功率的变化就很缓慢。
其二是看光纤输出近场和远场分布。

输出近场分布图：光纤输出端面光功率沿光纤半径r的分布Po(r)称为光纤输出近场分布图，如果光纤中各导模的损耗相同，又无模式耦合，则Po(r)与光纤输入端面光功率分布相同。那么，光纤的输出近场分布可以用数学式子表示为
输出远场分布图：在距光纤输出端面足够远处，光纤的输出光功率沿孔径度φ的分布Po(φ)为光纤的输出远场分布图。
153.3剪断法3.3.1.剪断法原理
光纤衰减和光纤衰减系数剪断法光纤损耗测量系统框图3.3.2衰减谱测量

在测量光纤的衰减谱时，单一波长衰减测量装置不适用，因为利用这种装量时每测一个波长点都需要更换光源，并将光纤剪断一次。
213.3.3误差分析
23通常，光纤的长度可以非常准确地予以测量，因此有
3.4插入损耗法
剪断法具有破坏性．因此很难用于现场测量且很费时间。在现场测量待测的光纤是已铺设的成缆光纤，且多半铺设在管道中，很难或不允许剪断。此时，通常采用插入损耗法替代剪断法。
首先对输人参考电平P1(λ)进行校淮，通常，将其校到零电平。然后将待测光纤插入，调整耦合接头以达到最佳耦合，此时输出电平应为最大值，记下此值为P2(λ)。
插入损耗法的测量淮确度和重复性受锅台元件准确度和重复性影响。
光纖損失測試仪器1.光功率計(OpticalPowerMeter)2.光源(OpticalLightSource)PatchcordToPowerMeterEnd乾淨清潔的端面可調式光衰減器3.5背向散射法背向散射法是将大功率的窄脉冲光注人待测光纤，然后在同一端检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率。
背向散射法与剪断法，以及插人损耗法相比，突出的优点是

1．它是一种非破坏性的测量方法。

2．它是一种单端口测量法，即测量只需在光纤的一端进行。

3．它可以提供光纤损耗与长度关系的详细信息。因此，可检测光纤的物理缺陷或断裂点位置，测量接头损耗和位置，以及测量光纤长度等。
3.5.1背向散射法的工作原理设在光纤中正向传输光功率为P，经过LA和LB点(LA<LB)时分别为PA和PB(PA>PB)，从这两点返回输入端(L=0)。光检测器的后向散射光功率分别为Pd(LA)和Pd(LB)，正向和反向平均损耗系数
式中右边分母中因子2是光经过正向和反向两次传输产生的结果。
背向散射法不仅可以测量损耗系数，还可利用光在光纤中传输的时间来确定光纤的长度L。显然，

式中，c为光速，n1为光纤的纤芯折射率，t为光脉冲发出到返回的时间。

3.6光时域反射计(0TDR)標點M3距離機房0.488km處損失0.24dBOTD