三光波分复用器的参数测试

实验三光波分复用器的参数测试一．实验目的和任务1．了解光波分复用器的原理。2．了解光波分复用器各参数的测试方法。3．测量光波分复用器的中心波长、半最大值全宽、信道隔离度。二．实验原理当两根光纤非常靠近时，一根光纤中的光波电场可能耦合到另一根光纤中去。耦合系数K与纤芯之间的距离，纤芯形状及折射率分布有关。光纤方向耦合器结构如图3.1所示。图3.1利用合光纤耦合器的光纤型WDM器件它既可以作为光功率耦合器（此时K值在一定的波长范围内基本为常数），也可以作为波分复用器（此时K值在一定的波长范围内是变化的）。耦合器型波分复用器输出端光功率为))((cos)(201LKPP（3-1）))((sin)(202LKPP（3-2）式中L是耦合区长度。在适当的波导结构（纤芯距离、折射率分布、纤芯形状）下，使)(K的取值为2/2)(1nLK，当波长为2时，2/2)(1mLK，（n，m为整数）。此时1时，0)(11P，012)(PP，2时，021)(PP，0)(22P，图3.2是耦合器型波分复用器的输出曲线。适当的耦合系数下，光纤耦合器可作为1310/1550nm双波长波分复用器。图3.2基于耦合器的WDM器件的典型投射率曲线如图3.1所示，当1310和1550nm两个波长的光从耦合器的A端输入时，波长为1310nm的光从B端输出，波长为1550nm的光由D端输出。反之，B端输入波长为1310nm的光，C端输入波长1550nm的光，A端将同时输出1310nm与1550nm波长的光。因此，耦合器型波分复用同时可作波分复用与解复用器使用。测试1310/1550nm双波长波分复用器中心波长和半最大值宽度的实验原理图如图3.3所示。1310nmLD光源1550nmLD光源1310nm端口1550nm端口适配器PC光谱仪图3.3光波分复用器中心波长和半最大值宽度测试原理图波分复用器的一个主要指标是通道隔离度，其定义是，当A端输入波长为1的光功率时，B端的输出与D端输出功率的比率（以分贝为单位）。)()(lg10)(11121PPIsolation（3-3）类似地，当A端输入波长为2的光功率时，通道隔离度为)()(lg10)(22212PPIsolation（3-4）测试1310/1550nm双波长波分复用器信道隔离度的实验原理图如图3.4所示。1310/1550nmLD光隔离器波分复用器1310nmP11550nmP2光功率计光功率计图3.4光波分复用器信道隔离度测试原理图三．实验设备1．AV38121A1310nm单模调制光源2．AV38124A1550nm单模调制光源3．1310nm/1550nm双波长光波分复用器4．PC光谱仪5．光纤跳线6．适配器7．AV2496光纤多用表四．实验步骤（一）测试光波分复用器中心波长、半最大值宽度的实验步骤1．按图3.3，将1310nmLD激光器和1550nmLD激光器的输出端分别连接到光波分复用器的1310nm输入端和1550nm输入端。2．打开激光器，运行Spectralwiz软件，观察光谱特征。如发现某输出光谱有削顶现象，增加削顶光谱对应激光器的衰减，直到削顶现象消失。3．鼠标右键点击1310nmLD激光器经过光波分复用器后的输出光谱，使指针指向1310nm输出光谱。4．鼠标左键点击COMPUTEAREA按钮，显示出1310nm输出光谱的中心波长和半最大值宽度。5．同以上步骤3、4，得出1550nm输出光谱的中心波长和半最大值宽度。（二）测试光波分复用器信道隔离度的实验步骤1．按图3.4将1310nmLD光源输出端连接到光隔离器的正向输入端，然后将光隔离器正向输出端连接到光波分复用器的1310/1550nm端口。2．用光功率计测量光波分复用器1310nm端口的输出光功率P1。3．然后，将光功率计连接到光波分复用器1550nm端口，测的光功率P2。4．由光波分复用器信道隔离度的计算公式（3-3），计算光波分复用器信道隔离度。5.测量1550nm的信道隔离度的步骤与步骤1、2、3和4类似。五．实验报告要求1．写出测试原理2．列出测试结果，3．计算并列出光波分复用器的各种参数。