《光纤通信原理与系统》课程实验指导和任务书(新)

1、光纤通信原理与系统课程实验指导和任务书（实验一）1、实验项目名称：光纤熔接实验2、实验h的和要求由于光纤熔接是光纤通信系统实际应用和试验研究中的一个棊木技术，又是一个对动手 能力要求较高的工作，木实验目的是让学生们通过对实际的光纤进行熔接熟悉光纤熔接的基 本方法和步骤，增加对光纤通信技术的感性认识。3、实验内容和原理：本实验主要内容包括1 ）、利用光纤熔接机等必要的工具将两段单模光纤熔接以使其可以 实现更长距离的稳定和低损耗的传输。2）测量熔接点的附加损耗。光纤熔接的基木原理是利用光纤熔接机将端血对准靠紧的两被接光纤接头处局部快速 加热，致其纤芯和包层的石英材料熔化并熔合在一起，冷却后即可实现

2、被连接的两段光纤z 间稳定而低损耗的连接。4、主要仪器设备和元件、耗材光纤熔接机、光纤、光纤涂覆层剥离钳、光纤切割刀/机、光纤热缩套管、酒精棉球等。5、操作方法与实验步骤第步：检查确认所需仪器设备和元件筹都已齐备，光纤熔接机已经接上电源。第二步：给需要熔接的一根光纤套上光纤热缩套管（光纤热缩套管主要用于对光纤连接 头的保护）。笫三步：将待连接的两段光纤进行端面处理。1）用光纤涂覆层剥离钳分别将两根光纤一端的涂覆层刹离5-10cm,并用酒梢棉球清理 干净；2）然后使用光纤切割丿j（/机）垂直切割光纤使其端而的表而平整，端而倾斜度要小；3）再次清洁光纤端面去除切割产生的残削。笫四步：对准和熔接1）

3、将处理好的光纤放置在光纤熔接器的v型槽中，两端面靠近，然后轻轻放下光纤 夹具将其固定，并合上安全盖。2）查看两端对接情况:利用光纤熔接器的视屏观察并利用光纤熔接器的自动调节功能或采用手动调节的方式将两光纤端面对准；3）按熔接启动键开始熔接；笫五步：完成光纤熔接后通过冃视或调用光纤芯子的热图像检查光纤熔接质量（纤芯和 外径是否平直、错位、存在亮点或亮线等），并记录。第六步：保护接头将光纤热缩套管移到接头处，其两端必须都跨到光纤涂层处，然后把热缩管放入热 炉，热缩管在热炉中受热会收缩，实现均匀密封。6、实验思考题问题1、考虑影响光纤熔接质量的主要因素有哪些？问题2、采用熔接的方式进行光纤的连接和采

4、用活动接头进行连接相比有哪些优缺点？问题3、考虑可以利用哪些测试设备和元器件实现对熔接点损耗的测试？测试方法如 何？（选做）7、实验报告要求实验报告要求包括：实验项目名称，实验内容和原理，实验步骤和现象、数据等的记录, 实验结果分析，并完成实验思考题。(实验二)1、实验项冃名称：光纤损耗测量实验2、实验目的和要求通过实验教学，验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识，使学牛建立对光纤损耗、光学 元件、光纤接口及光测试设备的感性认识；了解光通信测试系统搭建的基木步骤；熟悉基于 背向散射法进行光纤损耗测量的原理和方法；为今后在科学研究和工程实践中利用光学测试 设备对各种光学元器件的参数进行测试和分析打下

5、基础。3、实验内容和原理：木实验主要内容是用otdr测虽光纤传输损耗。光纤损耗为光纤屮的光随着传输距离的增加而功率减小的现象。波长为兄的光沿光纤 传输距离l的衰减a(2)(单位为db)表示为/l(2) = 101g(/)(1)式中p,"分别是注入端和输出端的光功率。光纤的衰减系数(以db/km为单位)则定义为，a(a) = a(a)/l = 101g(pt ipj仏(2)背向散射法测量光纤传输损耗的基木原理是利用光纤的瑞利散射，在光纤的一端注入人 功率的窄脉冲，然后在同一端检测沿光纤返回的背向散射光功率,其波长与入射光波长相同。 由于光纤上各点由瑞利散射返冋的光的功率与该点的入射光功

6、率成正比，同时由不同点返回 的光信号具有不同的吋延，所以测量背向散射光功率随时间的变化可以获得光信号沿光纤传 输时的损耗信息，从而可以测得光纤的衰减。基于此原理的测量仪器称为光时域反射计 (optical time domain reflectometer),简称 otdr。廿向散射法是一种非破坏性的测试方法，测试只需在光纤的一端进行，几一般有较好的 重复性。同时利用背向散射法不仅可以测量光纤的衰减系数，述可对光纤的缺陷、断点的位 置及接头损耗和光纤长度等进行测量，因此这种方法在实验研究、光纤制造和工程现场都得 到了广泛的应用。4、主要仪器设备和元件、耗材1)otdr1台2)光纤1根(>

7、4米)，带活动接头3)酒精棉球若干4)显微镜1台5)压缩空气1筒5、操作方法与实验步骤第一步：连接otdr测试系统。1)在光纤未加活动接头的情况下，将其一端进行剥线、用酒精棉球清洁干净、切割、并接上活动接头(可以通过显微镜观察端面悄况，在必要的情况下需要重新切割端面)。2)将光纤接有活动接头的一端川酒精棉球和压缩空气清洁后连otdro第二步：开启otdr,设置脉冲宽度200ns.使用波长1550nmo第三步：启动测试，得到接收光功率随时间的变化曲线。笫四步：记录测试结果。第五步：改变脉冲宽度，观察测试曲线的变化。第六步：将使用光波长改为1310nm,重复上述步骤。6、实验思、考题问题1、引起光纤损耗的因素有哪些？木次试验测试得到的光纤在155()nm和131()nm处的损耗系数均为多少？问题2、若测得某均匀光纤在h和e时刻的散射