專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光器件回波損耗測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及 一 種光器件回波損耗測(cè)量方法， 特別是通信用具有光纖接口的有源器件、無(wú)源器件或 者是具有光纖接口的儀器儀表的光回波損耗測(cè)量方 法。
背景技術(shù)：
隨著高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)的快速發(fā)展，光纖通信的 應(yīng)用已越來(lái)越廣泛，并以十分迅猛的勢(shì)頭發(fā)展著。由于DWDM等超大容量通信系統(tǒng)的發(fā)展和要求，在這些系 統(tǒng)中必須采用窄線寬DFB等激光器。激光器的線寬越 窄，其調(diào)制特性和光譜特性越容易受到傳輸反射信號(hào) 的影響，從而嚴(yán)重地影響高速數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性 能，因此各種光纖器件的及射特性測(cè)量就變得越來(lái)越 重要和普遍。當(dāng)光在通信系統(tǒng)某 一 光器件中傳輸時(shí)，總有部分 光被反射回來(lái)，從而引起傳輸光功率的損耗，在光通信光器件中被稱(chēng)作光回波損耗，回波損耗主要是由于 菲涅爾反射(由于折射率變化引起)、后向瑞利散射(雜 質(zhì)微粒引起)以及方向性等因素產(chǎn)生。回波損耗定義 為被測(cè)器件各通道輸入口的反射光功率與入射光功率 對(duì)數(shù)表示之差?；夭〒p耗能引起會(huì)產(chǎn)生干涉作用或者 會(huì)引起光源傳輸光功率的波動(dòng)，從而危害到整個(gè)光通 訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性。目前光回波損耗主要的測(cè)量方法是 采用耦合器法，這種方法測(cè)量精度不高。本發(fā)明采用 環(huán)行器測(cè)試方法，提高了測(cè)量精度，擴(kuò)展了測(cè)量范圍， 能夠滿足光通信行業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求。目前被廣泛采用的耦合器法光回波損耗的測(cè)量原 理是光源通過(guò)3dB耦合器的第一輸入端輸入，第一輸出—山 順輸出，在輸出端連接待泖j班 益件，反射光/人第一輸入一山 順輸出，進(jìn)入光探測(cè)器，測(cè)量光探測(cè)器的光電流計(jì)算出光回波損耗。目前絕大多數(shù)商用光回波損耗測(cè)量?jī)x采用的都是這種原理這種測(cè)量?jī)x在使用之、/ -目IJ必須先作校準(zhǔn)才能正確讀數(shù)，校準(zhǔn)的方法是采用己知反射比的被泖J樣in定標(biāo)這種回波損耗測(cè)量?jī)x最大的優(yōu)點(diǎn)、是成本低，缺點(diǎn)是包括:1反射光重新進(jìn)入輸入丄山 頓，與入射光干涉，會(huì)引起入射光功率的波動(dòng)2光信號(hào)會(huì)在耦合器的四個(gè)端面之間來(lái)回反造成較大的噪聲c3光信號(hào)經(jīng)過(guò)兩次3dB耦合器后衰減較大，信號(hào)小，信噪比降低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的巨的在于提供方法，苴 / 、員有以下優(yōu)點(diǎn)1將光器件回波損率標(biāo)準(zhǔn)，提咼了觀U量精度。c2采用光環(huán)形器作泖Ji式i程3光信號(hào)全部是單系統(tǒng)穩(wěn)定性咼本發(fā)明提供種光器件征在于，包括如下步驟步驟1:取二A山 頓口光纖環(huán)形腿 益的第一丄山 順□接激光光功率計(jì)，測(cè)量其第—端口插入損耗步驟2再在環(huán)形器的7在第二端口接被測(cè)光器件，在第三端口接標(biāo)準(zhǔn)光功率 計(jì)，測(cè)量由被測(cè)光器件反射出來(lái)的光功率；步驟3 :測(cè)量光纖環(huán)形器第二端口與被測(cè)光器件之間結(jié)點(diǎn)S的光功率損耗；步驟4 :通過(guò)以下公式計(jì)算出被測(cè)光器件的回波 損耗，<formula>formula see original document page 8</formula>
其中Rl為被測(cè)器件回波損耗； Pz為Z點(diǎn)的輸出光功率；Pb-c為光環(huán)形器第 一 到第二端口 B-C間的光功率傳 輸損耗；Ps為熔接點(diǎn)、S處的附加光功率傳輸損耗；為X點(diǎn)的輸出光功率。其中步驟1所說(shuō)的光纖環(huán)形器是131 0 nm波長(zhǎng)窗口或者1 550nm波長(zhǎng)窗口或者1310/1550 nm雙窗口光器件。其中步驟1所說(shuō)的三端口光纖環(huán)形器是波導(dǎo)型環(huán) 形器、光纖型環(huán)形器、晶體型環(huán)形器。其中步驟1所說(shuō)的測(cè)量其第二端口到第三端口的器件光功率插入損耗采用切斷法、插入法或背向散射 法。其中步驟2所說(shuō)的被測(cè)器件是波導(dǎo)型器件、光纖 器件或帶有光纖接口的儀表。其中步驟3測(cè)量光纖環(huán)形器第二端口與被測(cè)器件 之間結(jié)點(diǎn)的光功率損耗采用切斷法。


為了進(jìn) 一 步說(shuō)明本發(fā)明的特征和效果，下面結(jié)合 附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn) 一 步的說(shuō)明，其中圖1為光環(huán)形器第 一 到第二端口 B-C間插入損耗 測(cè)量方法示意圖 ，圖2為光器件回波損耗測(cè)量方法示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為光環(huán)形器1 0第 一 到第二端口 B-C間插入 損耗測(cè)量方法示意圖。該系統(tǒng)包括三端口光環(huán)形器1 0，其光信號(hào)傳輸方式為第一端口 A輸入的光信號(hào)僅 能從第二端口 B輸出，第二端口 B輸入的光信號(hào)僅能 從第三端口 C輸出；在光環(huán)形器l 0的第二端口 B連 接有激光光源3 0用于輸入光信號(hào)；在光環(huán)形器l 0的第二端口 B連接有標(biāo)準(zhǔn)激光功率計(jì)20 。本示意圖的目的是精確測(cè)量光環(huán)形器l o第二到 第三端口 B-C間的光功率傳輸損耗，實(shí)際操作過(guò)程如下首先按上述方法連接測(cè)試系統(tǒng)各儀表，用標(biāo)準(zhǔn)光 功率計(jì)2 0測(cè)量N點(diǎn)的輸出光功率，并記錄為PN ;然后在激光光源3 0與光環(huán)形器l 0的第二端口 B之間 的M點(diǎn)處將光纖用光纖切割刀剪斷，并接入標(biāo)準(zhǔn)光功 率計(jì)2 0測(cè)量M點(diǎn)的輸出光功率，并記錄為PM;則光 環(huán)形器1 0的第二到第三端口 B-C間的光功率傳輸損耗為 Pb-c = Pm-Pn。圖2為光器件回波損耗測(cè)量方法示意圖。該系統(tǒng) 包括三端口光環(huán)形器l 0;在光環(huán)形器l 0的第一端 口 A連接有激光光源3 Q用于輸入光信號(hào)；在光環(huán)形 器l 0的第二端口 B連接有被測(cè)光器件4 0，具體連 接方法是通過(guò)光纖熔接機(jī)將被測(cè)光器件4 0的尾纖與 光環(huán)形器l 0的尾纖熔接在一起，熔接處設(shè)為S點(diǎn)； 在光環(huán)形器1 Q的第三端口 C連接有標(biāo)準(zhǔn)激光功率計(jì) 2 0 ，用于測(cè)量由被測(cè)光器件4 0反射的光信號(hào)功率。本示意圖的目的是精確測(cè)量被測(cè)光器件4 0的光 傳輸回波損耗，實(shí)際操作過(guò)程如下首先按上述方法 連接測(cè)試系統(tǒng)各儀表，用標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)2 0測(cè)量Z點(diǎn) 的輸出光功率，并記錄為Pz;然后在被測(cè)光器件4 0的尾纖與光環(huán)形器l0的熔接點(diǎn)S靠近被測(cè)光器件40的 一 側(cè)X點(diǎn)處將光纖用光纖切割刀剪斷，并接入標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)2 0測(cè)量X點(diǎn)的輸出光功率，并記錄為Px ;第三步在被測(cè)光器件4 Q的尾纖與光環(huán)形器l 0的熔 接點(diǎn)S靠近被測(cè)光環(huán)形器1 0的 一 側(cè)Y點(diǎn)處將光纖用 光纖切割刀剪斷，并接入標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)2 0測(cè)量Y點(diǎn) 的輸出光功率，并記錄為PY ，則熔接點(diǎn)S處的附加光 功率傳輸損耗為PS=PY-PX;最終可以通過(guò)下面的公式 得到被測(cè)光器件4 0的回波損耗值。101og( zfl—c s)尸v其中^為被測(cè)器件回波損耗；為z點(diǎn)的輸出光功率；Pb.-c為光環(huán)形器第 一 到第二端口 B-C間的光功率傳輸損耗Ps為熔接點(diǎn)S處的附加光功率傳輸損耗；為x點(diǎn)的輸出光功率。我們研究的光器件回波損耗測(cè)量方法，是以光環(huán)形器1o作為核心器件代替常用的光耦合器進(jìn)行光器件回波損耗的測(cè)試方法，在光環(huán)形器1 o允許的光通信用波長(zhǎng)范圍內(nèi)，可以對(duì)波導(dǎo)型器件、光纖器件或帶 有光纖接口的儀表進(jìn)行回波損耗測(cè)試。'由于采用光環(huán)形器l o作為光信號(hào)單向傳輸器件，避免了采用常規(guī)測(cè)量方法中使用光耦合器所引入 的光信號(hào)于耦合器內(nèi)雙向傳輸因干涉產(chǎn)生的測(cè)量誤 差，提高了測(cè)量精度。在整個(gè)被測(cè)光纖器件回波損耗 測(cè)試過(guò)程中，光纖功率計(jì)是唯 一 的測(cè)試儀表，不使用 參考反射標(biāo)準(zhǔn)等其他器件，我們將光回波損耗測(cè)量轉(zhuǎn) 換為對(duì)各結(jié)點(diǎn)的光功率測(cè)量，因此可以將回波損耗的 測(cè)量溯源至光纖功率國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。為了進(jìn) 一 步提高測(cè)試精度，降低測(cè)量不確定度， 在測(cè)試系統(tǒng)中選擇高穩(wěn)定性激光光源作為光信號(hào)源， 同時(shí)盡可能縮短測(cè)試時(shí)間，以減小測(cè)量過(guò)程中由于光 源功率波動(dòng)引入的附加測(cè)量不確定度。采用切斷法測(cè) 量結(jié)點(diǎn)附加傳輸損耗時(shí)，應(yīng)盡量使截?cái)嗟墓饫w端面光 滑并與光纖縱向軸垂直，以提高輸出光功率測(cè)量準(zhǔn)確 性。
權(quán)利要求
1、一種光器件回波損耗測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1取一三端口光纖環(huán)形器，先在三端口光纖環(huán)形器的第二端口接激光光源，在第三端口接標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，測(cè)量其第二端口到第三端口的器件光功率插入損耗；步驟2再在環(huán)形器的第一端口接一激光光源，在第二端口接被測(cè)光器件，在第三端口接標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，測(cè)量由被測(cè)光器件反射出來(lái)的光功率；步驟3測(cè)量光纖環(huán)形器第二端口與被測(cè)光器件之間結(jié)點(diǎn)S的光功率損耗；步驟4通過(guò)以下公式計(jì)算出被測(cè)光器件的回波損耗，<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>R</mi> <mi>L</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>10</mn><mi>log</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>P</mi><mi>Z</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>P</mi><mrow> <mi>B</mi> <mo>-</mo> <mi>C</mi></mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>P</mi><mi>S</mi> </msub></mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>X</mi></msub> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow>]]></math></maths>其中RL為被測(cè)器件回波損耗；PZ為Z點(diǎn)的輸出光功率；PB-C為光環(huán)形器第一到第二端口B-C間的光功率傳輸損耗；PS為熔接點(diǎn)S處的附加光功率傳輸損耗；PX為X點(diǎn)的輸出光功率。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實(shí)現(xiàn)光器件回波損耗測(cè)方法，其特征在于，其中步驟1所說(shuō)的光纖環(huán)形器是i310 nm波長(zhǎng)窗口或者15 50nm波長(zhǎng)窗□或者i310/ 1 5 5 0 nm雙窗口光器件。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實(shí)現(xiàn)光班 益件回波損耗測(cè)方法，其特征在于，其中步驟1所說(shuō)的二一山 順卩光纖環(huán)形器是波導(dǎo)型環(huán)形器、光纖型環(huán)形器、曰 曰曰體型環(huán)形器
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實(shí)現(xiàn)光器件回波損耗測(cè)量方法，其特征在于，g巾步驟1所說(shuō)的測(cè)量第一端到第三端口的器件光功率插入損耗采用切斷法、插入法或背向散射法。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實(shí)現(xiàn)光器件回波損耗測(cè)量方法，其特征在于，其中步驟2所說(shuō)的被湖lj器件是波導(dǎo)型器件、光纖器件或帶有光纖接口的儀表。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實(shí)現(xiàn)光器件回波 損耗測(cè)量方法，其特征在于，其中步驟3測(cè)量光纖環(huán) 形器第二端口與被測(cè)器件之間結(jié)點(diǎn)的光功率損耗采用切斷法。
全文摘要
一種光器件回波損耗測(cè)量方法，包括步驟1取一三端口光纖環(huán)形器，先在三端口光纖環(huán)形器的第二端口接激光光源，在第三端口接標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，測(cè)量其第二端口到第三端口的器件光功率插入損耗；步驟2再在環(huán)形器的第一端口接一激光光源，在第二端口接被測(cè)光器件，在第三端口接標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，測(cè)量由被測(cè)光器件反射出來(lái)的光功率；步驟3測(cè)量光纖環(huán)形器第二端口與被測(cè)光器件之間結(jié)點(diǎn)S的光功率損耗；步驟4計(jì)算出被測(cè)光器件的回波損耗。
文檔編號(hào)G01J1/10GK101329198SQ200710117618
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者姚和軍, 張志新, 健 李, 熊利民, 王慧敏 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院