GCS-WYQJ 光纤无源器件测试实验

1、GCS-WYQJ 光纤无源器件测试实验简介：近年来，光纤通信发展非常迅速，应用日渐广泛。作为光纤通信设备的重要组成部分的光无源器件，也取得了长足的进步，并逐步形成了规模产业。光无源器件是一种光学元器件。其工艺原理遵守光学的基本理论，即光纤理论和电磁波理论，各项技术指标、各种计算公式和各种测量方法和纤维光学、集成光学息息相关。光纤通信元件包括光缆、光有源器件、光无源器件等。光纤无源器件主要包括耦合器/分路器(Coupler/Splitter)、隔离器(Isolator)、衰减器、波分复用/解复用器（WDM）、光分/插复用器（OADM）、光交叉互联器（OXC）、滤波器(Filter)和光开关(Op

2、tical Switch)等，它们都是将来光网络系统中必不可少的器件。用途：光无源器件是一门新兴的、不断发展的学科。光纤通信的发展呼唤着功能更全、指标更先进的光无源器件不断涌现；一种新型器件的出现往往会有力的促进光纤通信的进步，有时甚至使其跃上一个新的台阶。光纤通信系统对光无源器件的期望越来越大，器件的发展对系统的影响越来越深。除此而外，光无源器件在光纤传感和其他光纤应用领域也大有用武之地。知识点：光无源器件：种类、原理、使用以及重要的参数等。耦合器/分路器(Coupler/Splitter)、隔离器(Isolator)、衰减器、波分复用/解复用器（WDM）、光分/插复用器（OADM）、光交叉

3、互联器（OXC）、滤波器(Filter)和光开关(Optical Switch)涉及课程：光通信原理、通信原理、光学信息处理、高等光学、光学对学生的要求：有搭建普通物理实验的经验，具有通信和光通信的基本知识。基本原理：Ø 光纤耦合器的原理入射光功率在双锥体结构的耦合区发生功率再分配，一部分光功率从“直通臂”继续传输，另一部分则由“耦合臂”传到另一光路。Ø 光隔离器的原理在高速率的光纤通信系统中要求激光源非常稳定，为此，希望尽可能减少负载回到激光器的反射光。光隔离器的性能是光正向通过时衰减很小，但反向通过时衰减很大的器件。 光隔离器相当于一种光非互易传输耦合器，所依据的基本原

4、理是法拉第磁光效应。即当光波通过置于磁场中的法拉第旋光片时，光波的偏振方向总是沿与磁场（H）方向成右手螺旋的方向旋转，而与光波的传播方向无关。这样，当光波沿正向和反相两次通过法拉第旋片时，其偏振方向旋转角将叠加而不是抵消，这种现象成为“非互易旋光性”图1 隔离器工作基本原理图在1图中，当光从左到右传，左面的起偏器将其偏振面确定在0º，经过合适长度的选光片旋光后，偏振面旋转了45º，正好顺利通过安放在45º角上的第二个起偏器。但如有发射光回来在逆方向上再次通过旋光片时，其偏振面会在源方向上再次转45º，叠加的效果，偏振面就正好垂直于左面的起偏器，无法通过，

5、从而实现单向传输，光隔离的功能。Ø 波分复用解复用滤波器的原理实现波分复用解复用滤波器的技术包括很多种。这里我们只对几种流行的技术简单介绍。这些技术主要有薄膜干涉型滤波器，平面波导型（AWG），光纤光栅型，光纤熔融级联MZ干涉仪型以及衍射光栅型等。Ø 衰减器的原理目前，衰减器的衰减原理有很多：电光、声光、磁光、液晶、偏振、空间光栏、衰减片、MEMS等等原理都能实现衰减原理，但真正在系统中使用的绝大多数却是一种原理非常简单、成本低廉的衰减器，它的外形和光纤法兰盘一摸一样，原理使用的是两根光纤的间隙大小不同插损不同，目前这种衰减器的缺点是回损差，精确度偏差，对于高精度要求不足，

6、但由于低廉的成本和适合批量生产，所以目前占有绝对市场实验目的：1. 掌握耦合器的部分常用特性（插损、额外损耗、分光比，PDL、方向性）的定义及其简单应用。2. 掌握耦合器的部分常用特性的测试方法和基本测量仪器的使用。3. 了解光纤隔离器的工作原理及基本结构4. 熟悉光纤隔离器在光纤通信系统中的应用。5. 了解WDM的特性及其简单应用。6. 掌握WDM的测试方法和基本测量仪器的使用。7. 了解光纤衰减器的工作原理及基本机构。8. 熟悉光纤衰减器在光通信系统中的应用。实验内容：(1) 耦合器插损、额外损耗、分光比的测量(2) 方向性（DL）和回损（RL）的测量(3) 利用耦合器测试实验的过程，自行设计如何测量隔离器的插损、回损、隔离度、PDL，并确定此隔离器是什么波段的？什么方向的？(4) 利用耦合器测试实验的过程，自行设计如何测量普通WDM和高隔离度WDM的插损、回损、隔离度、PDL，并确定此WDM的A、B端口对应的波长？(5) 利用耦合器测试实验的过程，自行设计如何测量法兰式固定衰减器和法兰式可变衰减器的衰减值（插损），并确定其对应的波长？实物图：主要配置：序号名称规格数量1光纤光源13/15双波长光纤光源12光纤功率计13耦合器分束比50:50 2*2 FC/APC14耦合器分束比不等 FC/APC35高隔离度WDMFC/APC26普通WDM加强型FC/A