[资料]

相关损耗的测量

2018-2-27 10:17:47 2471 相关损耗测量

0 偏振相关损耗（PDL）的测量对测量系统中的扰动极其敏感，这些扰动包括光源的不稳定性，连接器的反射，甚至是测试光纤的布局。如果测试装置布置不合理，即使采用高精度的测量设备也可能会出现较大的测量误差或波动。该说明书描述了精确测量 PDL 的通常注意事项，以及减少使用 General Photonics 公司 PDL 测试仪 (PDL-101)测量误差的方法。 PDL 的定义为其中 Pmax 和 Pmin 分别为当被测器件（DUT）输入光的偏振态在所有可能的偏振态间扫描时，通过 DUT 的最大和最小输出功率，如图 1 所示。在测量中可能会引入一些可能的误差和不确定性，这包括： 1. 由光源波动产生的误差公式 (1)表明，如果光源的功率随时间变化，测量得到的功率最大和最小值也会随之变化，从而导致测量的不准确。因此，用于 PDL 测量的光源必须具有很高的稳定性。即使光源本身非常稳定，测量系统中不同位置的微弱反射可能会反馈回激光器，干扰激光器的工作并导致输出的不稳定。因此，即使光源的输出端可能已经有了隔离器，我们仍强烈建议在 PDL 测量仪器的输入端加上隔离器，以减少反射。另外，为了减少连接器的反射，在光源与 PDL 测试仪之间的所有连接器都应该使用 APC 接头。 2. 由二次反射产生的误差在测量装置中使用的某些器件可能存在微弱的反射，这些器件包括连接器和 DUT。如图 2 所示，由一个器件产生的反射光可能会被另外的器件再次反射。二次反射光与主体输入光的传播方向一致，因此会与其发生干涉。总输出光功率为：其中 Pin 和 Pdr 分别是主光束和二次反射光束的功率， ein 和 edr 是主光束和二次反射光束的偏振态的单位复矢量，Φ 是它们之间的相位差。因为当光纤受到扰动时，主光束与二次反射光的相对相位和偏振态都会发生改变，它们之间的干涉会引起总输出功率的变化。以 dB 为单位，由公式（2）可以得到的相对变化的量级为：虽然二次反射光的很弱，但由于会与强光信号（输入光）发生干涉，它的影响不容忽视。例如，如果一束光先被一个自由端的 PC 接头反射（典型的反射率为 4%），然后再被一对 PC 接头（回波损耗为 40dB，反射率为 0.01%）反射，探测到的功率波动可达 0.017dB。这个功率波动会引起 PDL 测量波动 0.017dB。当待测器件具有相似的 PDL 值时，该数值是不能够被忽略的。如果在前面那个例子中使用回波损耗为 60dB 的 APC 接头代替 PC 接头，PDL 测量结果的波动将减少到 0.0017dB，这个数值在大多数情况是可以被忽略的。为了减小二次反射带来的影响，如果可能的话，应尽量使用反射较小的 APC 接头。或者也可以使用短相干长度的光源（相干长度小于主光束与二次反射光的光程差）。这样，公式(2)描述的干涉现象就不会发生，从而，公式(3)描述的干涉波动不会发生。 3. 由接头和光纤产生的误差除了 DUT 之外，在 PDL 测量中使用的光纤和（或）接头也会有很小的 PDL。例如，光纤本身会有 0.01dB 量级的 PDL，而且当光纤弯曲的曲率半径很小时，这个值还会增加。连接的光纤跳线也有较小的 PDL，量级为 0.01- 0.02 dB。连接不佳的光纤跳线会有更高的 PDL 值，这可能是在连接过程中过度挤压光纤造成的。APC 接头一般会有很高的 PDL，尤其是在没有与另外的 APC 接头配对使用时。因此，在测试过程中，一条带接头的跳线很可能会对 DUT 的 PDL 测量产生 0.02dB 或更高的误差。 4. PDL 矢量和引起的波动 PDL 可以被看成一个三维空间里的矢量，因为公式 1 中的 Pmax 和 Pmin 相当于输入光的两个正交偏振态，这可以描绘在邦加球上。因此，当测量装置中有两个或更多器件的 PDL不为 0 时，总的 PDL 为所有器件 PDL 的矢量叠加。举例说明，图 3 所示的光路中，测量得到的总 PDL 是 A、B、C、D 四个光纤接头和 DUT 的 PDL 的矢量之和（为了简化器件，假设光纤的 PDL 为零）：其中，PDLT 和 eT 是总 PDL 的值和复单位矢量；PDLa,PDLb, PDLc,PDLd,PDLDUT 分别是 A、B、C、D 接头和待测器件的 PDL；ea,eb,ec,ed,eDUT 分别为这些 PDL 的单位复矢量。图 4 用图示了 PDL 矢量是如何叠加的。如果所有的矢量都是平行的就会得到最大的 PDL：如果所有接头的 PDL 向量都平行，并与待测器件的 PDL 向量方向相反，就会得到最小 PDL，在此假设待测器件的 PDL 值大于所有接头 PDL 值之和：每一个器件 PDL 矢量的方向与器件的取向和光纤中的应力致双折射有关。当两个器件间的光纤被扰动，PDL 矢量的相对方向也随之发生改变，从而导致测量值的变化。因此， PDL 测量值的最大改变量为：如果待测器件的 PDL 远大于连接头的 PDL，相对测量误差就比较小。如果待测器件的 PDL 与连接头的 PDL 大体相当，就会产生很大的相对误差。因此，为了得到 PDL 较小的待测器件（如熔融拉锥耦合器）的精确特性描述，连接头和与待测器件相连的光纤的 PDL 必须非常小。通常，限制测量精度的因素往往不是仪器本身，而是连接头和与待测器件相连的光纤的残余 PDL。减小 PDL 测量误差的好习惯在牢记以上描述的 PDL 测量误差来源的同时，这里概括了 PDL 测量一些好的习惯。以 General Photonics 公司 PDL-101 多功能测试仪为例，典型的测量装置如图 5 所示。 1. 用于 PDL 测量的光源必须是高稳定光源，光源的短期稳定性应与预期的 PDL 测量精度大体相当。如果要达到 0.02dB 的 PDL 测量精度，光源短期功率稳定度必须高于 0.02dB。 2. 建议在 PDL-101 的输入端加一个隔离器，用来减少从下游接头和待测器件反射回来的光进入光源。General Photonics 公司的 NoTail 型隔离器没有尾纤，是首选产品。 3. 为了减少反射光进入光源，从而减少由此引起的光源不稳定性，在光源和 PDL-101 之间应该采用 APC 接头。因此，在第二步中描述的 NoTail 型隔离器应该采用 APC 连接。 4. 光源的偏振态要相对稳定。光源偏振态的快速波动将导致测量结果的波动。 5. 光源的波长要相对稳定，由于连接光源与测量仪器的光纤中存在双折射，因而光源波长的快速波动将导致偏振态的快速波动。 6. 应采用 PDL 较小的光纤跳线连接待测器件。 7. 为了减少由二次反射所造成的测量误差，应该使用 APC 接头将光输入到测量仪器和待测器件。PDL-101 有 APC 穿板式接头（如图 5、图 6 中的输入连接头和连接头 A）。为了精确测量低 PDL 的待测器件（小于 0.1dB），可以在接头B和C 处使用折射率匹配膏，来减少背向反射和残余 PDL。 8. 为了减少接头 PDL 的影响，应使用 PC 接头将待测器件的输出光引入测量仪器（如图 5、图 6 中的接头 D）。PC 接头的输出光将直接射入测量仪器内部的自由空间光电探测器。如果在这里使用 APC 接头，就会产生 0.03～0.04 dB 的 PDL 误差。 9. 因为弯曲会在光纤中产生不能忽略的 PDL，所以在接头 A 和接头 D 之间的光纤不应该有强烈的弯曲或很紧的缠绕。 10. 对生产平台上的无连接器的带尾纤器件的测量应使用图 6 所示测量装置。在这个光路中，尾纤带 APC 接头的一端与 APC 穿板式接头 A 连接，另外没有接头的自由端留做熔接。操作人员可以将自由端与待测器件输入端熔接起来，将待测器件的输出端用可拆除的裸纤适配器连接到穿板式接头 D。可在 APC 接头 A 处使用折射率匹配膏来减少由此引起的 PDL。注释：图 5 、图 6 中的接头 A 也会产生微小的背景 PDL。因此，无连接器的带尾纤的器件的测量（尤其是低 PDL 器件），可以将此接头换做一段尾纤，从而能够将其与待测器件的输入端熔接（如图 7）。购线网 http://www.gooxian.com/专业定制各类测试线（同轴线、香蕉头测试线，低噪线等） 1
举报淘帖0 只看该作者相关推荐 • 射频回波损耗的测量方法 623 • 准确测量开关损耗的几个方式 3542 • 导通损耗和关断损耗的相关资料推荐 1727 • 为什么要对电流进行测量？怎么检测电流的损耗？ 4505 • 介质损耗因数的定义、应用和目的 8181 • Keysight 8161X回波损耗模块的回波损耗解决方案 1204 • MOS管功率损耗的测量 2280 • 印制电路板传输线信号损耗测量方法 2145 • 电源测量小贴士(六):损耗测试步骤要点 2814 • 如何测量EMI滤波器插入损耗 5249 1条评论发表评论只看该作者