Лабораторная работа.4 «Исследование характеристик отического разветвителя 1х2».

Цель работы:

-получение навыков работы с оптическим тестером;

-измерение переходных ослаблений между световодами оптического разветвителя.

Теоретические сведения:

Широкое распространение имеет оптический разветвитель – оптическое устройство на основе волоконных световодов, осуществляющее распределение оптической мощности от одного источника на два или более направлений (сплиттер - splitter). Обычно, такое устройство имеет один вход и два выхода (рис. 6).

Применяется также устройство, имеющее два входа и один выход, на котором суммируется оптическая мощность, поступающая по двум световодам.

Основной характеристикой разветвителя являются коэффициенты разветвления, определяемые отношением мощности в одном из выходных световодов, к мощности во входном (рис. 6):

а₁₂= Р₂/ Р₁ (3),

а₁₃= Р₃/ Р₁ (4).

Количественно оценивается однородность разветвителя, показывающая в каком отношении мощность, поступившая на его вход, делится между выходными световодами:

а₂₃= Р₃/ Р₂

Порядок выполнения работы.

Внимание! Перед каждым использованием в измерениях волоконных шнуров необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконным шнуром обязательно установить на его торцы снятые защитные колпачки. Перед каждым использованием в измерениях оптического тестера необходимо отвернуть защитный колпачок с торца его коннектора и немедленно соединить его с коннектором волоконного шнура. После окончания измерения обязательно установить защитный колпачок на прежнее место.

Рисунок 7 - Схема лабораторной установки

1.Установите органы управления электронного блока «Блок питания излучателя» в исходное положение:

-ручку потенциометра «регулировка»– в крайнее положение против часовой стрелки;

-кнопочный переключатель «режим» - в положение «мощность», для чего нажмите кнопку с соответствующей подписью;

-включите тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка.

При данном положении органов управления электронный блок обеспечивает непрерывное немодулированное оптическое излучение на оптическом выходе. Его мощность регулируется потенциометром «регулировка». На цифровом табло отображаются показания, пропорциональные фототоку встроенного в лазерный модуль контрольного фотодиода.

2.Проверте работоспособность лазера. Для этого поверните по часовой стрелке ручку потенциометра «регулировка». Показания на цифровом табло должны увеличиваться, что свидетельствует об исправности лазера.

3.Установите кнопочный переключатель «режим» в положение «ток», для чего нажмите кнопку с соответствующей подписью. При этом на цифровом табло отображается значение тока, протекающего через лазерный диод (ток накачки).

4. С помощью одномодового шнура FC/UPC-FC/UPC (желтый цвет защитной оболочки) соедините «оптический выход» электронного блока «Блок питания излучателя» с входом оптического тестера.

5.Включите оптический тестер и переведите его в режим измерения мощности нажимая кнопку mvt, dbm, db на его лицевой панели. Установите тестер в режим измерений на длине волны 1,3 мкм, нажимая кнопку λ на его лицевой панели.

6.Установите с помощью потенциометра «регулировка» электронного блока «Блок питания излучателя» величину оптической мощности в районе 0,5 мА по прибору. Зафиксируйте это значение в соответствующей графе таблицы 1. При дальнейших измерениях это значение не должно изменяться.

7. Установите режим работы оптического тестера, соответствующий измерению мощности (измерение затухания), нажав необходимое количество раз кнопку mvt, dbm, db. При этом уровень оптической мощности, поступающий на вход прибора, принимается за нулевой.

8.Отсоедините оптический разъем волоконного шнура FC/UPC-FC/UPC от входа оптического тестера и соедините его с соединительной розеткой 1 FC/SPC – FC/SPC на плате (рис.7), к которой присоединен коннектор входного световода оптического делителя. Относительный уровень мощности, поступающий в первый световод в этом случае Р₁ = dB.

9.Соединяя попеременно розетки 2 и 3 на плате 7 с помощью одномодового волоконного шнура FC/UPC-FC/UPC (желтый цвет защитной оболочки) со входом оптического тестера проведите измерение относительного уровня мощности во втором и третем световоде (Р₂ и Р₃ соответственно). Измеренные значения занесите в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты измерения относительных уровней мощности в выходных световодах разветвителя.

Р1 = dB.	Р2 =	Р3 =
Р1 =	Р2 =0 dB.	Р3 =
Р1 =	Р2 =	Р3 =0 dB.

10.Подавая мощность во второй (Р₂ = dB) и третий (Р₃ = dB) световоды разветвителя проведите измерение относительного уровня мощности в остальных двух световодах разветвителя. Данные измерений занесите в таблицу 5.

Выводыпо работе:

По результатам измерений сделать выводы, в какой пропорции делится сигнал? Как влияет на сигнал замена одномодового шнура на многомодовый. По формулам, приведенным выше определить однородность разветвления сигнала.

Контрольные вопросы:

1. Пояснить принцип работы разветвителя.

2. Назвать основные категории оптических разветвителей.

3. Какими параметрами характеризуется разветвитель?

Лабораторная работа 5. «Исследование характеристик стыка оптических волоконных световодов»

Цель работы:

-исследование зависимости переходного ослабления, вносимого воздушным зазором между торцами одномодовых световодов от величины этого зазора на длине волны λ = 0,67 мкм;

-исследование зависимости переходного ослабления, вносимого поперечным смещением торцов многомодовых световодов от величины этого смещения на длине волны λ = 0,67 мкм.

Теоретические сведения:

Внешние потери обусловлены четырьмя основными причинами: радиальное смещение волокон, угловое смещение, осевое смещение и качество торцов. Кроме того, необходимо учитывать деформации сердечника и соответствие между показателями преломления волокон. Для получения малых потерь на стыке торцов волокон должны находиться в тесном физическом контакте друг с другом, или зазор между ними должен быть заполнен веществом (иммерсионной жидкостью) в точности соответствующим показателям преломления сердечников волокон. На рис. 3 представлены возможные дефекты сопряжения оптических волокон и графики, отражающие количественную оценку внешних потерь.

В реальных соединениях необходимо учитывать воздействие суммарных, т. е. полных потерь, определение которых зависит от типа сопрягаемых волокон.

В многомодовых световодах полные потери на стыке волокон обычно меньше, чем сумма отдельных внутренних и внешних составляющих. Принято считать, что потери на стыке многомодовых волокон не зависят от длины волны. В действительности из-за несоответствия внутренних параметров волокон на стыке возникают пульсации (осцилляции) потерь, которые происходят в следствии того, что принимающее волокно не может принять все моды от передающего (рис. 8).

Рисунок 8- Потери на стыке возрастают с увеличением длины волны.

Рисунок 9

Кроме того, потери на стыке зависят от относительного положения стыков. Стыки имеют тенденцию влиять на распределение мощности, и поэтому потери на конкретном стыке зависят от потерь на предыдущем (рис. 10).

А Б Сросток 2 В     Сросток 1 Рис. 10

Если волокно А достаточно длинное, то мощность на его конце имеет равновесное распределение. Осевое смещение на первом стыке вызывает потери части мощности на конце распределения и перераспределяет мощность к внешним краям сердечника второго волокна. Если волокно Б короче, чем требуется для восстановления равновесного распределения мощности, то осевое смещение на втором стыке вызовет большую, чем на первом стыке потерю мощности.

В одномодовых волокнах полные потери на стыке практически соответствуют сумме внешних и внутренних потерь. Более того, такие волокна имеют только одну моду, и поэтому на их стыке отсутствуют пульсации, которые наблюдались в многомодовых волокнах. При отсутствии отражения потери на стыке монотонно уменьшаются с ростом длины волны, что обусловлено ростом диаметра поля моды.

Таким образом, потери на стыке одномодовых волокон проще в анализе, измерении и воспроизведении, чем на стыке многомодовых волокон.

---

Дата добавления: 2015-08-18