最新光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试

光回损测试原理引言:随着光纤通信的发展，高速光纤传输系统的广泛生产和应用（如SDH、大功率CATV等），必须具有很高的回波损耗，DF B激光器由于其线宽窄，输出特性很容易受回波损耗的影响。

从而严重影响系统的性能，即使是普通的激光器，也会不同程度地受回波损耗的影响，因此，系统中各种光纤器件的回波损耗的测试变得越来越重要。

关键词: 回波损耗菲涅尔反射瑞利散射偏振敏感性匹配负载1．回波损耗测试基本原理当光传输在某一光器件中时，总有部分光被反射回来，光器件中回波主要由菲涅尔反射（由于折射率变化引起）、后向瑞利散射（杂质微粒引起）以及方向性等因素产生的，则该器件的回波损耗RL为：RL(dB)=－10lg(反射光功率/入射光功率) (1)回波损耗的测试方法有基于OTDR和光功率计测试两种,OTDR测试方法速度快、显示直观可获得反射点的空间分布，且不需要末端匹配（短光纤仍需匹配），但成本高，重要的是某些场合不能使用（例如：光探测器的回波损耗测试等），如美国RIFOCS688及日本NTT-AT的AR-301型回波损耗测试仪。

光功率计法主要将被测器件反射回来的光分离出来引导至光功率计，简单实用，应用范围广，使用时须进行末端匹配。

本文主要介绍光功率计法测试的原理。

光功率计法回波损耗测试基本原理框图如下：图1光功率计法基本原理框图激光经光模块注入到被测器件,反射光再经光模块引导至光功率计,测试方法分为4步：a．测试端连接校准件测出反射功率值Pref，若光源输出功率为P L，光模块衰减系数为k,校准件反射率为Rref，则：Prel = PL.k.Rref +Pp (2)其中，Pp为附加反射功率（指光模块内部及测试端连接器的反射等）b．测出附加反射功率Pp：将测试端进行匹配，使得测试端反射功率为0，即可测出附加反射功率Pp。

c．测试端连接被测器件,测出反射值PmeasPmeas = ( PL×k) R被测+Pp (3)R被测为被测器件反射率。

rl反射损耗测试原理-回复反射损耗是在光学领域中重要的测试指标之一，用来衡量光信号在光纤传输过程中的损耗程度。

反射损耗测试常用于光纤连接器、分布式光纤传感器、光纤传输设备等光通信系统中。

本文将一步一步回答您关于反射损耗测试原理的问题。

1. 什么是反射损耗？反射损耗指的是光信号由于界面间的反射而导致的信号强度减弱。

当光信号通过光纤连接器、分光器、光纤跳线等光学元件时，反射损耗会导致信号的衰减，影响光信号的传输质量。

2. 反射损耗的测试原理是什么？反射损耗的测试原理主要依赖于反射光的光强测量。

测试时，通过将光源发送到被测光纤中，光信号被发送到光纤连接器的端口。

当光信号到达连接器末端时，一部分光信号将会发生反射，并返回到测试设备中。

测试设备会测量这个返回光的光强，并比较它与发送光的光强的差异。

这个差异就代表了反射损耗的程度。

3. 反射损耗的单位是什么？反射损耗的单位一般使用分贝（dB）来表示。

分贝是一种对数单位，用来衡量不同信号强度之间的比率。

在反射损耗测试中，使用dB单位来表示被测光信号的强度与返回光信号的强度之间的比值。

4. 如何进行反射损耗测试？进行反射损耗测试需要使用特定的测试设备，一般包括光源、光功率计和连接器等。

具体测试步骤如下：1) 连接测试设备：将被测光纤连接器插入测试设备中，确保连接稳固。

2) 设置测试参数：设置测试设备的测试参数，包括测试波长、测试时间等。

3) 发送光信号：打开测试设备的光源，并发送光信号到被测光纤中。

4) 测量返回光信号：测试设备会测量返回光信号的光强，并记录。

5) 计算反射损耗：通过比较发送光信号和返回光信号的光强，计算反射损耗的数值。

6) 分析结果：根据测试结果，判断反射损耗是否符合规定的标准。

如果超出了标准范围，需要对连接器或其他的光学元件进行调整或更换。

5. 如何降低反射损耗？降低反射损耗的方法主要有以下几点：- 使用高质量的光纤连接器和适当的连接方法，确保连接稳固和低反射。

光回波损耗测试原理及误差分析引言:随着光纤通信的发展，高速光纤传输系统的广泛生产和应用（如SDH、大功率CATV 等），必须具有很高的回波损耗，DFB激光器由于其线宽窄，输出特性很容易受回波损耗的影响。

从而严重影响系统的性能，即使是普通的激光器，也会不同程度地受回波损耗的影响，因此，系统中各种光纤器件的回波损耗的测试变得越来越重要。

关键词: 回波损耗菲涅尔反射瑞利散射偏振敏感性匹配负载1．回波损耗测试基本原理当光传输在某一光器件中时，总有部分光被反射回来，光器件中回波主要由菲涅尔反射（由于折射率变化引起）、后向瑞利散射（杂质微粒引起）以及方向性等因素产生的，则该器件的回波损耗RL为：RL(dB)=－10lg(反射光功率/入射光功率) (1)回波损耗的测试方法有基于OTDR（OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。

OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

）和光功率计测试两种,OTDR测试方法速度快、显示直观可获得反射点的空间分布，且不需要末端匹配（短光纤仍需匹配），但成本高，重要的是某些场合不能使用（例如：光探测器的回波损耗测试等），如美国RIFOCS688及日本NTT-AT的AR-301型回波损耗测试仪。

光功率计法主要将被测器件反射回来的光分离出来引导至光功率计，简单实用，应用范围广，使用时须进行末端匹配。

本文主要介绍光功率计法测试的原理。

光功率计法回波损耗测试基本原理框图如下：图1光功率计法基本原理框图激光经光模块注入到被测器件,反射光再经光模块引导至光功率计,测试方法分为4步：a．测试端连接校准件测出反射功率值P ref，若光源输出功率为PL，光模块衰减系数为k,校准件反射率为R ref，则：P rel= PL.k.R ref+P p (2)其中，P p为附加反射功率（指光模块内部及测试端连接器的反射等）b．测出附加反射功率P p：将测试端进行匹配，使得测试端反射功率为0，即可测出附加反射功率P p。

实验七 光纤隔离器参数测量实验一、实验目的1、了解光隔离器及其用途和主要性能参数2、实验操作光隔离器参数测量二、实验内容1、测量光纤隔离器的参数三、实验仪器1、手持式光源 1套1、 手持式光功率计 1台3、光纤隔离器 1只四、实验原理1、光隔离器简介光隔离器是一种只允许光波沿光路单向传输的非互易性光无源器件。

它的作用是隔离反向光对前级工作单元的影响。

光隔离器的主要技术指标有：插入损耗、反向隔离度和回波损耗等。

目前，在1310nm 波段和1550nm 波段反向隔离度都可做到40dB 以上。

光通信系统对光隔离器性能的要求是，正向插入损耗低、反向隔离度高、回波损耗高、器件体积小、环境性能好。

2、光隔离器的主要性能、指标（1）插入损耗光隔离器的插入损耗由下式表示：式中，P out 、P in 为光隔离器的输入、输出光功率。

)(lg 10dB P P inout L -=α （7－1） 插入损耗主要是由光隔离器中的偏振器、法拉第旋光元件和准直器等元件的插入而产生的。

光隔离器的插入损耗一般在0.5dB 以下，最好的指标可以达到0.1dB 以下。

（2）隔离度隔离度是光隔离器的重要指标之一，用符号I SO 表示。

数学表达式为： )lg('R R SO P P I -= （7－2）式中，P R 、P ’R 分别为反向输入、输出光功率。

无论那种型号的光隔离器，其隔离度应在30dB 以上，越高越好。

（3）回波损耗光隔离器的回波损耗定义为：光隔离器的正向输入光功率P in 和反回到输入端的光功率'in P 之比，由下面式子表示： )lg('inin R L P P -=α （7－3） 回波直接影响系统的性能，所以回波损耗是一个相当重要的指标。

优良的光隔离器其回波损耗都在55dB 以上。

由于光隔离器所用光学材料价格较高、工艺复杂，因此隔离器的价格也较高。

五、实验内容1、 测量光纤隔离器的插入损耗2、测量光纤隔离器的隔离度3、设计光纤隔离器回波损耗的测量方法并进行实现六、实验报告1、简述实验原理与目的2、记录各实验数据，根据实验结果，计算获得波分复用器插入损耗和隔离度(分1310和1550进行计算)3、设计光纤隔离器的回波损耗的测量方法. （此项可放结果讨论，画图阐述测量原理）光隔离器的回波损耗turnloss Re 是指正向入射到隔离器中的光功率与沿输入路径返回隔离器输入端口的光功率之比（以dB 为单位）。

【实验名称】 光纤连接器的回波损耗测试在使用光通信中的光器件时，我们非常关心器件的性能，因为它可能是产生问题的一个主要环节。

器件的性能通常用一系列参数，如插入损耗，回波损耗，隔离度，偏振度，耦合比等指标来描述。

有很多情况下，由于种种原因可能我们需要知道一个器件的实际性能，这就要求我们不但要熟悉各器件的参数指标，同时还要掌握一些测试器件参数的方法。

插入损耗和回波损耗等是描述器件性能的基本参数，本实验主要介绍无源光器件回波损耗的测试原理和测试方法。

【实验目的】1. 了解回波损耗的概念及其在光通信系统中的意义；2. 掌握回波损耗的测试原理和测试方法；3. 掌握光纤熔接技术和常用测试仪器的使用方法，培养动手能力和实验技能。

【实验原理】1.回波损耗的概念回波损耗源于电缆链路中由于阻抗不匹配而产生反射的概念。

这种阻抗不匹配主要发生在有连接器的地方,也可能发生于各种缆线的特性阻抗发生变化的地方。

在光通信中光传输的的光纤链路上，经常需要进行光纤与光纤，光纤与器件，器件与仪器等进行连接。

在连接过程中，光纤端面，器件的光学表面等对其内传输地光不可避免地产生反射。

这种回波一方面造成了传输光功率的耗损，另一方面也会对一些器件的工作产生干扰，例如反射回波能造成激光器输出功率的抖动和频率的变化，有时甚至是破坏。

但在另外一些情况下，反射回波却可以加以利用。

在光通信中，已对回波损耗进行了详细规定（请参看标准G.957）。

设和分别表示入射和回波反射功率，单位可以是瓦()或者毫瓦(mw )；定义回波反射光功率与入射光功率之比为回波损耗，即I P r P w l R Ir l P P R = （1） （1）式中得到的是除法计算的比值，对于多个器件存在时，需要计算乘积，在光通信中很不方便。

若将以分贝表示（单位为）时，上述的乘积运算就化为加减运算，故 l R dB Ir l P P R log 10−= （2） 注意：若、采用dBw 或单位时，应采用下式计算才是正确的r P I P dBm l R r I l P P R −= （3）【实验内容】∗1. 待测器件的输入功率与回波功率测量由回波损耗定义可知，对于光纤链路中的任意器件而言，要测量其回波损耗，就需l R∗ 为方便计算，本实验所测功率的单位全部采用dBm要首先测量其输入端的光功率和反射回波的光功率，再通过公式计算得到。

)磁光隔离器插入损耗研究沈骁[摘要]光隔离器在光通信系统中是不可缺少的光无源器件,这里介绍了光隔离器常见性能指标:正向插入损耗,反向隔离度,回波损耗,偏振相关损耗,偏振模色散等;本文主要针对光隔离器的插入损耗的影响因素进行归纳分析。

[关键词]插入损耗;偏振器夹角;离轴损耗;偏角损耗(南京邮电大学光电工程学院江苏南京210003)1引言在光纤通信技术中,光隔离器是一种只允许单向光通过的光无源器件,其工作原理是基于法拉第旋转器的非互易性。

它可以有效地减小返回光对光源和系统的不利影响,但是光隔离器的使用也会对光通信系统带来一些无源器件所固有的消极影响,如增大插入损耗(IL)、增加系统偏振模色散(PMD)与偏振相关损耗(PDL)等。

光通信系统对光隔离器性能的最基本要求是正向插入损耗低、反向隔离度高。

本文主要对影响插入损耗的因素进行分析。

2磁光隔离器的性能指标表征光隔离器性能的参数主要有插入损耗IL、隔离度ISO、回波损耗RL、偏振相关损耗PDL、偏振模色散PMD等,其定义如下:2.1插入损耗是指正向入射时输出端功率P0与输入端功率Pi比值的对数值。

以分贝数表示。

光隔离器的插入损耗来源于偏振器、法拉第旋转器芯片和光纤准直器。

IL=-10lgP0/Pi(1)2.2隔离度它表征隔离器对反向传输光的隔离能力,由光信号反向通过光隔器时产生的功率损耗值,以分贝值表示。

ISO=-10lgP0′/Pi′(2)其中,Pi′表示反向输入光功率,P0′表示反向输出光功率。

2.3回波损耗(R L)光隔离器的回波损耗RL指正向入射到隔离器中的光功率Pi与沿输入光路返回隔离器输入端口的光功率Pr之比。

它的主要来源是入射光的准直部分。

RL=-1O1gPr/P i(3)2.4偏振相关损耗在偏振无关光隔离器中,当输入光偏振态方向发生变化而其它参数不变时,器件插入损耗将发生一定的变化,其最大变化量就是偏振无关光隔离器的偏振相关损耗(PDL)。

实验5-2部分无源器件的特性测试实验光信息专业实验指导材料（试用）实验5－2 部分无源器件的特性测试[实验目的]1、掌握耦合器的特性及其简单应用；2、掌握光纤隔离器的原理及其在光纤通信系统中的应用；3、掌握WDM 的特性及其简单应用；4、掌握衰减器的特性及其在光纤通信系统中的应用。

[实验仪器]实验室提供：半导体激光器（1310nm ，1550nm ），单模光纤（G.652标准的单模光纤），光纤功率计，光纤连接器，耦合器（a ，b, c ），光纤隔离器，3dB 耦合器，光衰减器（5dB ，10dB ，可调衰减器），WDM 器件。

[实验原理]一、部分无源器件的基本技术指标以图5.2.1中所示的N ×N 的器件为例。

图5.2.1 一个N ×N 的器件1. 插入损耗（IL ）插入损耗常常简称为插损，指一个输出端口的输出功率和一个输入端口输入功率的比值，插入损耗常常包括两部分，一部分是器件非理想造成的附件损耗（通常是不期望存在的），另外一部分是器件本身特性造成的（例如分路器splitter ，也叫耦合器coupler 的分光比，某个端口本身应该输出20％的输入光）。

10log (dB)j in p IL P =- 2. 附加损耗（EL ）附加损耗也常常称之为额外损耗。

一般对于一个N ×M 的器件，输入功率为in P ，某一个或者某几个端口输出功率为.....i j P P ，附加损耗的定义是：10l o g (d B )j m i in p EL P =-∑ 请注意区分附加损耗和插损损耗。

3. 均匀性（uniformity ）均匀性也常常称之为分光比容差，一般是针对光纤耦合器而言的。

对于均匀分光的多端口耦合器，各输出端口的光功率的最大相对变化量。

Out1 Out2 OutN)/log(10max -=?ij ij P P L 4. 方向性（Directivity ）方向性是衡量器件定向传输特性的参数，也常常称之为近端串扰或者近端隔离度，对于一个有多个输入端的器件，其中某个端口I 输入功率Pi ，在其他输入端口中反射回来的光功率Pj ，那么方向性的定义是：10log(/)(dB)j i D P P =-5. 回损（reflectance ）回损也是衡量器件定向传输特性的参数，但其定义是回到入射端口的光功率的大小的相对值。

光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试一．实验目的和任务1．了解光隔离器的工作原理和主要功能。

2．了解光隔离器各参数的测量方法。

3．测量光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗参数。

二．实验原理光隔离器又称为光单向器，是一种光非互易传输无源器件，该器件用来消除或抑制光纤信道中产生的反向光，由于这类反向光的存在，导致光路系统间将产生自耦合效应，使激光器的工作变得不稳定和产生系统反射噪声，使光纤链路上的光放大器发生变化和产生自激励，造成整个光纤通信系统无法正常工作。

若在半导体激光器输出端和光放大器输入或输出端连接上光隔离器，减小反射光对LD的影响，因此，光隔离器是高码速光纤通信系统、精密光纤传感器等高技术领域必不可少的元器件之一。

光隔离器是利用了磁光晶体的法拉第效应，其组成元件有：光纤准直器（Optical Fiber Collimator）、法拉第旋转器（Faraday Rotator）和偏振器（Polarizator）。

隔离器按照偏振特性来分，有偏振相关型和偏振无关型。

它们的原理图如图1.1和图1.2所示：图1.1 偏振相关的光隔离器图1.2 偏振无关的光隔离器对于偏振相关光隔离器，光通过法拉第旋转器时，在磁场作用下，光偏振方向旋转角为FHL =φ，式中H 为磁场强度，L 为法拉第材料长度，F 为材料的贾尔德系数。

如图 1.1，当输入光通过垂直偏振起偏器后，成为垂直偏振光，经过法拉第旋转器旋转了045，而检偏器偏振方向和起偏器偏振方向成045角，使得光线顺利通过，而反射回来的偏振光经过检偏器、法拉第旋转器以后，继续沿同一方向旋转045，即偏振方向刚好与起偏器偏振方向垂直，则光无法反向通过。

由于只有垂直偏振的光能通过光隔离器，因此称为偏振相关光隔离器。

偏振无关光隔离器如图1.2所示，图1.2(a)为光隔离器正向输入。

当包含两个正交偏振的输入光波被一个偏振分束器分离，变为垂直偏振光和平行偏振光。

概述：环形器和隔离器是一类微波铁氧体器件，通过铁氧体控制微波信号的传输。

隔离器是一个有单向传输特性的二端口器件（如图）。

环形器是一个有单向传输特性的三端口器件（如图）。

隔离器环行器它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。

下面简单介绍一下隔离器环形器几个重要的技术指标参数：隔离器环形器1、频率范围（Frequency Range）：即为隔离器环形器使用的频率带宽。

频率范围是指无线解码器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度，即无线解码器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围。

常用通信系统频率划分：频率范围常用符号用途3Hz-30KHz VLF（甚低频）电话、长距离导航、时标30KHz-300KHz LF（低频）导航、信标、电力信通信300KHz-3MHz MF（中频）调幅广播、业余无线电3MHz-30MHz HF（高频）短波广播、军用通信30MHz-300MHz VHF（甚高频）电视、调频广播、空中管制、车辆通信、导航300MHz-3GHz UHF（特高频）电视、空间遥测、雷达导航、移动通信3GHz-30GHz SHF（超高频）微波接力、卫星和空间通信、雷达30GHz-300GHz EHF（极高频）雷达、微波接力、射电天文学LTE频谱划分：常用频率划分：L波段1-2GHz Q波段30-50GHzS波段2-4GHz U波段40-60GHzC波段4-8GHz V波段50-75GHzX波段8-12GHz E波段60-90GHzKu波段12-18GHz W波段75-110GHzK波段18-26.5GHz F波段90-140GHzKa波段26.5-40GHz D波段110-170GHz2、插入损耗（Insertion Loss）：简称插损，当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用db表示。

对于隔离器环形器而言，插损越小产品性能越好。

3、反向隔离（Isolation）：在隔离器环形器中也就是隔离器环形器的隔离度，是指本振货信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位用db表示。

责任编辑 蔡君JDSU公司 孙景群／文
IEC61300-3-6对回损测试方法的描述。

回损的来源
按照IEC61300-3-6的定义，回损是指在器件输入端、光纤接头或者定义的某一段光路上反射光功率[mW]与的原因是机械接头的空气气隙、中心对齐误差和污染造成的微小颗粒。

● 瑞利散射
光束在光纤中前向传播时，遇到光纤中的不连续点会产生散射，产生不连续点的可能是制作光纤材料的杂质、微小的空气气隙甚至机械拉伸。

图1 无法弯曲的光纤接头
通讯世界 2012.07 （总207期）
图3 OTDR法测量图示
得到准确的测试结果。

1．OCWR法
OCWR 量连接和测量步骤如下：
这种方法分4个步骤：
第一步：第二步：第三步：接入D U T Device Under Test 第四部：测量回损，DUT 除了采用缠绕法消除外，IEC 方法：
● ● 样，通常折弯的角度要大于● 量损纤反射测量的参考点是被测段的前一
RL 测量的入射3是基本的测量设置。

法测量插回损只需要两个将仪表测试发光口直接连接DUT 后直接测量插OTDR 法不需要消除末端的OCWR 法节约了OCWR 法一样，OTDR 法OTDR 发取得理想测量结OTDR 法的一个显著优点是70dB 提高到法的测量仪表可以集成多路PLC 分光器，更好光纤通信技术的发展，传OTDR 法的插回损测试仪由于大规模测试的需求。

图2 OCWR法需要在连接被测件前后进行人工缠绕。

光回损（ORL）和背向反射测试指导简介光回波损耗（ORL）或背反射可能会影响具有以下一项或多项特性的光纤系统：•激光发射器。

•模拟传输。

•链接中的许多连接器。

什么是背向反射或回波损耗？它是在光路中特定点上相对于前向功率反射回来的功率的百分比。

光学回波损耗仪和后向反射仪进行相同的测量。

光学回波损耗和背向反射之间有区别吗？从科学上讲，光学回波损耗（ORL）是反射率的倒数，并且具有相反的符号，例如，-50dB的反射率就是50dB的回波损耗。

但是，这些术语和相关术语的通用用法存在广泛冲突，因此不幸的是，没有安全的假设来确定哪个是什么，因此最好查找上下文。

我们对回波损耗的定义是在一点（通常在ORL测试仪器上）相对于总正向功率的反射功率累计百分比。

由于沿光路在两个方向上的衰减，通常这通常不完全是所有单个反射的总和。

例如，如果沿着光纤链路的某个点的反射为-20 dB，并且该点的光纤衰减为10 dB，则由于该点而测得的回波损耗贡献将为-40 dB。

（例如，背反射+ 2 x衰减）如果损耗点与ORL测量仪之间的损耗可忽略不计，并且该损耗点是反射光的主要来源，则特定点的背反射和测得的回波损耗可能相似。

ORL与系统性能之间的关系与反射相关的系统问题可能令人莫名其妙，因为损耗和功率水平检查正常，但是数据传输显示出过多的错误或降级。

反射的灵敏度通常在传输单元之间变化很大，这令人沮丧。

因此，在ORL性能不佳或平均水平的情况下，只需更换设备即可解决问题。

这实际上是一个真正的实用解决方案，但是可能需要记录和标记。

这也提供了一个线索：ORL和系统性能之间的关系可能很模糊。

最好进行光学裕度和BER测试。

测量单位按照惯例，测试仪器通常显示负的ORL号。

0 dB回波损耗意味着一个完美的反射系统。

较大的负数表示反射功率很小。

理论入射角为法线的简化反射的菲涅尔公式为（dB单位）R = 10 x log（（（（n1-n2）/（n1 + n2））2）例如在标准温度和压力下，空气的折射率= n1 =大约1.00029。

附件:电子行业计量技术规范项目建议书光时域反射法是一种基于光脉冲反射的测试技术，测量示意图如图2所示：距离图2光时域反射法基于光时域反射的回波损耗测量仪不仅可以准确定位到被测件的位置，还具备很多优点如：光路上非被测件的反射对其测量结果影响较小，有较高的动态范围，不需要末端缠绕，可以区分瑞利散射和菲涅尔反射和与光开关一起能实现大规模复杂的测试要求等。

使用OCWR方法测量回损存在很多的限制，比如：测试步骤多,需要过程复杂的系统校“零”，不能一次连接进行插损和回损的测试，不能区分瑞利散射和菲涅尔反射，不适合＞55dB以上的回损测量等等。

由于这些限制使得OCWR方法不适合一些特定场景的回损测量，如：无法弯曲和不能破坏接头的光缆接头盒，特种光缆和MPo光纤等。

1.适用范围本规范适用于基于光时域反射技术的免缠绕式光插回损测试仪的计量校准。

2.计量特性典型的免缠绕式光插回损测试仪的外观及指标：(1)制造厂：嘉慧、型号：JW8307A：范围和主要计量特性(2)制造厂：Dimension>型号：R1M1112A-1FA/R1M5156A-1FP：(3)制造厂：OPTOTEST、型号：OP940：Return1ossSourceWaveIengthCaM)rx∙dMeasurementRang e[MeasurementUnejrityBIOnm.155Onm1490nm∙.1625nm∙.IOdBto-SOdBt1dB(∙12d8to∙72dB)850nm,1»0nm40dBto∙⅞8dβt1dBH0dBto∙45<JB)upto2S00meters1.7meters(bothref1ections<∙4SdB)Ma∩dre1-ffeeminimumIdbwnee∙fΠXor⅜Insertion1ossD⅛uncttony__________,Xor wgftcħan∩f∣tyτwfm.∙∙0wrJΛot√4法a mar changt o/rc∙∙∙Rx1.2.0v*dΛτwn参考典型仪器及标准中免缠绕式光插回损测试仪的技术要求，计量特性如下：2.1插入损耗波长范围：单模131Onm、1490nm>155Onm和1625I1m；多模850nm和1300nm;插入损耗测量范围：(0〜60)dB;最大允许误差：(0〜1)dB：÷0.05dB,(1〜5)dB：±0.1OdB,>5dB：±0.20dB;2.2回波损耗波长范围：单模131Onm、1490nm>155Onm和1625nm;多模850nm和1300nm;回波损耗：单模(12〜75)dB,多模(10〜55)dB;最大允许误差：单模(12〜70)dB:÷1dB,(70〜75)：+2dB;多模(15〜50)dB:÷1dB,(50〜55)：±2dBo2.3长度测量范围：3m~2.5km;最大允许误差：±(1.5m+1%x长度)。

光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试实验目的和任务1 • 了解光隔离器的工作原理和主要功能。

2. 了解光隔离器各参数的测量方法。

3. 测量光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗参数实验原理光隔离器又称为光单向器，是一种光非互易传输无源器件，该器件用来消除或抑制光纤信道中产生的反向光，由于这类反向光的存在，导致光路系统间将产生自耦合效应，使激光器的工作变得不稳定和产生系统反射噪声，使光纤链路上的光放大器发生变化和产生自激励，造成整个光纤通信系统无法正常工作。

若在半导体激光器输出端和光放大器输入或输出端连接上光隔离器，减小反射光对LD的影响，因此，光隔离器是高码速光纤通信系统、精密光纤传感器等高技术领域必不可少的元器件之一。

光隔离器是利用了磁光晶体的法拉第效应，其组成元件有：光纤准直器(Optical Fiber Collimator )、法拉第旋转器(Faraday Rotato)和偏振器(Polarizator)。

隔离器按照偏振特性来分，有偏振相关型和偏振无关型。

它们的原理图如图 1.1和图1.2所示：图1.1偏振相关的光隔离器e001\㊉0①0CD Pibct(l iber inSWP FsjrsHlay rotahir pkiie S WPd hl图1.2偏振无关的光隔离器SOP①Incoming lightPoliirizcr PoliLri/trReflected lightFiLraday rotator①W2philcSWI'①I」Fihei OLI Irar；nl；L> rotator'他P㊉SWP㊀对于偏振相关光隔离器，光通过法拉第旋转器时，在磁场作用下，光偏振方向旋转角为••二FHL，式中H为磁场强度，L为法拉第材料长度，F为材料的贾尔德系数。

如图1.1,当输入光通过垂直偏振起偏器后，成为垂直偏振光，经过法拉第旋转器旋转了45°，而检偏器偏振方向和起偏器偏振方向成45°角，使得光线顺利通过，而反射回来的偏振光经过检偏器、法拉第旋转器以后，继续沿同一方向旋转45°，即偏振方向刚好与起偏器偏振方向垂直，则光无法反向通过。

光隔离器相关参数测量中山大学理工学院光信息专业摘要：本文通过测量光隔离器的插入损耗、隔离度等相关参数，并对相关数据进行分析，得出结论，以进一步了解光隔离器的原理、功能。

关键词：光隔离器光功率插入损耗隔离度偏振相关损耗回波损耗Measurement of the Parameters of an Optoisolator Major of optical information science and technology, SYSU, Guangzhou Abstract: In this experiment, we measured several important parameters of an optoisolator, then analyzed the data and draw some usefulconclusions. After that, we got a further comprehension about theprinciples, the functions of the optoisolator.Key Words: optoisolator, optical power, insertion loss(IL), isolation,polarization dependent loss(PDL), return loss(RL);一、实验目的1.学习光隔离器的原理。

2.了解光准直器的原理及其应用。

3.学习测量光隔离器的主要技术参数。

二、实验用具及装置图实验用具：稳定光远、光功率计（武邮）、单模标准跳线（用于测量器件的输入功率）、光隔离器（OISS1310ASO1111）实验装置示意图如下所示：三、实验原理与器件熟悉Faraday 磁光效应、光隔离器的光学结构、工作原理和主要技术参数。

光隔离器室一种只允许光沿光路正向传输的互易性光无源器件，主要用于抑制光通信网络众的反射波。

光纤耦合器的回波损耗随着光纤通信系统容量和速率的不断提高，光器件尤其是光纤无源器件(Passive device)的回波损耗(Return lo ss，以下简称回损)的重要性越来越引起用户和制造商的重视。

也许我们在谈到连接器(Connector)和隔离器(Isolator)等器件时，回损的问题就被高度重视。

可是对于耦合器的回损却常常被忽略。

有的制造商甚至为了降低成本，或误认为反正客户不重视这项指标，所以就不对其进行严格的测试。

其实这是一种极不负责的做法。

因为不管是连接器还是耦合器，回损对于系统性能的危害是一样的。

那么是不是耦合器的回损天生就不成问题而被忽视呢?答案是对2×2耦合器来说是对的，但对1×2耦合器来说就不是如此。

因为在2×2耦合器内除了光纤本身的瑞利散射外没有其他的光反射源。

所以只要耦合器的尾纤(Pigtail)不太长，回损都能达到70dB以上。

但对于1×2的耦合器来讲情况就不一样了。

由于不需要的那一端必须去除，而回损的大小是由光纤端面处理的好坏决定的。

对于数字孔径(NA)为0.11左右的单模光纤，就像连接器一样，只要把光纤端面的角度处理成8度以上，回损就可大于65dB。

但对于数字孔径大于0.20的多模光纤来说，即使光纤端面角度很大，回损也不会大于40 dB。

下面就让我们来分析一下目前一些主要的耦合器制造商的端面处理方法及其存在的问题和优缺点吧。

通常的做法是把耦合器的分光路光纤与回损测试仪的光纤相连接，一边看着回损的读数，一边用工具切断光纤，一直到回损达到要求为止。

不论光纤端面的角度究竟是多少，只要回损合格就行。

唯一要小心的是如果角度太大，在进行端头保护时光纤端面容易破碎或玻璃碎屑掉到光纤表面使回损变差。

这种方法的好处是可以实时观察回损大小，成品率高。

缺点是增加了劳动成本和仪器折旧费。

目前有许多公司包括一些有名气的耦合器制造商为了减少光纤端面处理(Termination)的时间，干脆不用回损测试仪来监控，随机地切断光纤，然后用折射率匹配胶将光“引”出来，以此来提高回损。

光隔离器的基本原理偏振无关光纤隔离器（Polarization Insensitive Fiber Isolator）光纤隔离器根据偏振特性可分为偏振无关型（Polarization Insensitive）和偏振相关型（Polarization Sensitive）两种。

由于通过偏振相关型光纤隔离器的光功率依赖于输入光的偏振态，因此要求使用保偏光纤作尾纤。

这种光纤隔离器将主要用于相干光通信系统。

目前光纤隔离器用的最多的仍然是偏振无关型的，我们也只对此类光纤隔离器做分析。

１偏振无关光纤隔离器的典型结构一种较为简单的结构如图１所示。

这种结构只用到四个主要元件：磁环（Magnetic Tube）、法拉第旋转器（Faraday Rotator）、两片LiNbO3 楔角片（LN Wedge），配合一对光纤准直器（Fiber Collimator），可以做成一种在线式（In-line）的光纤隔离器。

2 基本工作原理下面具体分析光纤隔离器中光信号正向和反向传输的两种情况。

2.1 正向传输如（图2）所示，从准直器出射的平行光束，进入第一个楔角片P1后，光束被分为o光和e光，其偏振方向相互垂直，传播方向成一夹角。

当他们经过45°法拉第旋转器时，出射的o光和e光的偏振面各自向同一个方向旋转45°，由于第二个LN楔角片P2的晶轴相对于第一个楔角片正好呈45°夹角，所以o光和e光被折射到一起，合成两束间距很小的平行光，然后被另一个准直器耦合到光纤纤芯里去。

这种情况下，输入的光功率只有很小一部分被损耗掉，这种损耗称之为隔离器的插入损耗。

（图中“+”表示e光向此方向偏折）2.2 反向传输如(图3)所示,当一束平行光反向传输时,首先经过P2晶体,分为偏振方向与P1的晶轴各呈45°夹角的o光和e光。

由于法拉第效应的非互易性，o光和e光通过法拉第旋转器后，偏振方向仍然向同一个方向（图中为逆时针方向）旋转45°，这样，原先的o光和e光在进入第二个楔角片（P1）后成了e光和o光。

实验二 光衰减器的衰减量、回波损耗的测试一． 实验目的和任务1． 了解光衰减器的原理。

2． 了解光衰减器各参数的概念和测试方法。

3． 对光衰减器的衰减量和回波损耗进行测试。

二． 实验原理光衰减器是调节光强不可缺少的器件，主要用于光纤通信系统指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统实验等。

它可分为位移型光衰减器、直接镀膜型光衰减器、衰减片型光衰减器、液晶型光衰减器等。

对于位移型光衰减器来说，它是通过对光纤的对中精度做适当地调整，来控制其衰减量的。

直接镀膜型光衰减器是一种直接在光纤端面或玻璃基片上镀制金属吸收膜或反射膜来衰减光能量的衰减器。

衰减片型光衰减器直接将具有吸收特性的衰减片，固定在光纤的端面上或光路中，达到衰减光信号的目的。

液晶型光衰减器是通过是光线偏振面的旋转，使一部分光不能被自聚焦透镜耦合进入光纤来实现对光信号的衰减的。

耦合器型固定衰减器是有特定的耦合比产生的分束损耗，使通过耦合器实现光衰减器的功能。

对光衰减器的要求是：体积小、重量轻、衰减精确度高、稳定可靠、使用方便等。

在实验中，我们使用的是信息产业部电子第41所的耦合器式固定衰减器。

（一） 光衰减器衰减量的测试原理衰减量是光衰减器的一个主要技术指标。

对于固定衰减器来说，其衰减量指标实际上就是光衰减器的插入损耗。

即光信号经过光衰减器的输出功率与光衰减器输入功率之比的分贝数。

假设光衰减器输入光功率为P 1，输出光功率为P 2，则光衰减器衰减量的计算公式为： ()dB P P A 21lg 10= （2-1） 测量光衰减器衰减量的实验原理图如图2.1所示。

光隔离器图2.1 光衰减器衰减量测量原理图（二） 光衰减器回波损耗的测试原理光衰减器的回波损耗是指入射到光衰减器中的光能量和衰减器中沿入射光路反射出的光能量之比，它是影响系统性能的一个重要指标。

如图5.2所示，设光衰减器的输入光功率为P 1，从光环行器3端输出的光功率为P 2，则其计算公式为： 3221lg 10Re --=Insertloss P P turnloss （2-2） 式中32-Insertloss 是光环行器2-3端的插入损耗。

RL的测试和计算1、 RL定义：IL=-10lgPrefPout RL=-10lg PinPin* 此处我们对所有的IL和RL定义为正值2、测试设备：A：Agilent 81680A TLSB：Agilent 81623A PM（PowerMeter）C：50/50（3dB） Coupler3、测试方法和步骤：A⎛Pin⎫0dB=-10lg p⎪⎪⎝in⎭B：测试系统的RL：RLs，搭建如图2所示的光路：因为我们在步骤A中做归零的时候已经将Pin作为基准功率，所以⎛Pref-sRLs=-10lg P⎝in⎫⎪（式1）⎪⎭C：测试器件的RL：RLd，搭建如图3所示的光路：⎡⎛Pref-d⎫⎪=-10lg⎢⎪ P-Pref-s⎢⎭⎣⎝ref-(s+d)⎛Pref-dRLd=-10lg P⎝in⎫⎛Pref-(s+d)-Pref-s⎪⨯⎪ Pin⎭⎝-pref-s⎫⎤⎛P⎪⎥=-10lg ref-(s+d)⎪ Pin⎭⎥⎝⎦⎫⎪-IL⎪1−−→3⎭根据式1，可以得出： Pref-s=Pin⨯10-RLs10（式2）（式3）设定：RLs+d=-10lg pref-(s+d)=Pin⨯10RLs+d10⎛pref-s+d⎫⎪，推出：⎪pin⎝⎭-（式4）将以上式3和式4带入式2，得到：RL⎡⎛-RLs+d-s⎢Pin 1010-1010⎢=-10lg⎢⎝Pin⎢⎢⎣⎛Pref-(s+d)-pref-sRLd=-10lg Pin⎝⎫⎪⎪-IL1−−→3⎭⎫⎤⎪⎥RL⎪⎥⎛-RLs+d-s⎭-IL10 =-10lg10-1010⎥1−−→3 ⎥⎝⎥⎦⎫⎪-IL1−−→3⎪⎭（式5）令x=RLs-RLs+d，推出：RLs+d=RLs-x，将其带入式5，有：RL⎛-RLs+d-s10 RLd=-10lg10-1010⎝RL⎫⎛-RLs-x-s10⎪-IL =-10lg10-10101−−→3⎪⎭⎝⎛-RLs⎛x⎫⎫⎫1010⎪-IL =-10lg1010-1⎪⎪-IL1−1−−→3−→3⎪⎪⎪⎭⎝⎭⎭⎝⎛-RLs=-10lg 1010⎝⎫⎛x⎫⎛x⎫1010⎪-10lg 10-1⎪-IL =RLs-10lg10-1⎪-IL1− 1−−→3−→3 ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎭综上，我们得出：⎛x⎫10 RLd=RLs-10lg10-1⎪-IL1− −→3 ⎪⎝⎭试算如下：（式6）设RLs=62dB,RLs+d=58dB，推出x=62-58=4dB，带入式6，得出：⎛4⎫10 RLd=62-10lg10-1⎪-IL1−=60.2-IL1−−→3−→3 ⎪⎝⎭又因为IL1−＝3dB，所以RLd＝57.2dB −→31.接通光路，将功率计清零。