光纤与光源耦合方法实验

光通信实验报告实验一：测量光纤耦合效率【实验简介】：光线主要用于通信、光纤传感、图像传送以及光能传递等方面。

由于光纤制造技术的不断进步，光线内部的损耗越来越小，因此在实际应用中提高光源与光纤之间的耦合效率是提高系统传输效率的重要技术之一。

【实验目的】：1.了解光纤特性，种类2.掌握光纤耦合的基本技巧及提高耦合效率的手段3.熟悉常用的耦合方法【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤输出光功率：0.78mW光纤输入光功率：1.9mW耦合效率为：0.78/1.9*100%=41.1%【实验思考总结】耦合时，因为起始的光强较弱，用探测器检测效果不明显。

可以先用目测法，观察输出光斑的亮度。

等到达到一定的亮度之后，在接入探测器，观察示数。

调节时，首先调节高度，然后调节俯仰角，最后在调节左右对准度与旋转方向。

实验二：测量光纤损耗【实验目的】：通过测量单模光纤的衰减值，了解测量光纤损耗的常用方法：插入法（实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法）。

【实验原理】：光源发出的光通过光的注入系统输入到短光纤中，并通过光纤活动连接器与光功率计接通。

首先测量短光纤的输出功率P1，然后通过光纤连接器接入被测光纤，测量长光纤的输出功率P2，则光纤的总损耗为被测光纤的长度为L，则光纤的损耗系数为【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤长度L：6km波长为1310nm的数据电流（mA）22.5 17.0 7.3P1(dBm) -7.1 -9.9 -13.2 P2(dBm) -9.2 -12.8 -15.5 损耗A（dB） 2.1 2.9 2.5 损耗系数0.44 0.41 0.383 （dB/km）波长为1550nm的数据电流（mA）25.4 16.2 13.6 P1(dBm) -6.9 -10.0 -11.1 P2(dBm) -8.7 -11.9 -12.9 损耗A（dB） 1.8 1.9 1.8 损耗系数0.30 0.32 0.30 （dB/km）实验三：测量光纤的数值孔径【实验简介】：光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯-包层相对折射率差有关。

第1篇一、实验目的1. 理解光纤合束的基本原理和过程。

2. 掌握光纤合束器的类型及其应用。

3. 学习光纤合束过程中的关键技术，如光纤对接、光纤耦合等。

4. 通过实验验证光纤合束的性能，提高实验操作技能。

二、实验原理光纤合束是指将两根或多根光纤的端面进行精确对接，使光信号在光纤中传输，实现光信号的合成与传输。

光纤合束实验主要涉及以下原理：1. 光纤端面处理：为了实现良好的光耦合，需要对光纤端面进行精确切割、抛光和清洁处理。

2. 光纤对接：通过精确对接两根光纤的端面，使光信号在光纤中传输。

3. 光纤耦合：利用光纤耦合器将多根光纤连接在一起，实现光信号的合成与传输。

三、实验仪器与材料1. 光纤合束仪2. 光纤切割器3. 光纤抛光机4. 光纤清洁器5. 光纤耦合器6. 光纤跳线7. 光功率计8. 光纤9. 实验平台四、实验步骤1. 光纤切割：使用光纤切割器将两根光纤切割成所需长度，确保切割面垂直于光纤轴线。

2. 光纤抛光：使用光纤抛光机对切割后的光纤端面进行抛光处理，使端面平整、光滑。

3. 光纤清洁：使用光纤清洁器清洁抛光后的光纤端面，去除尘埃和油污。

4. 光纤对接：将两根光纤端面进行精确对接，确保对接紧密、无间隙。

5. 光纤耦合：使用光纤耦合器将多根光纤连接在一起，实现光信号的合成与传输。

6. 性能测试：使用光功率计测试光纤合束后的光功率，验证合束性能。

五、实验结果与分析1. 光纤端面处理：通过实验发现，光纤端面处理对合束性能影响较大。

端面平整、光滑的光纤合束性能较好，而端面不平整、有油污的光纤合束性能较差。

2. 光纤对接：光纤对接的精度对合束性能影响较大。

对接紧密、无间隙的光纤合束性能较好，而对接不紧密、有间隙的光纤合束性能较差。

3. 光纤耦合：光纤耦合器的性能对合束性能影响较大。

耦合性能良好的光纤耦合器能实现光信号的合成与传输，而耦合性能较差的光纤耦合器会导致光信号损耗较大。

4. 性能测试：通过实验发现，光纤合束后的光功率与理论计算值基本一致，说明光纤合束实验取得了较好的效果。

一、实验目的1. 熟悉线性光耦的结构、工作原理和特性；2. 掌握线性光耦的测试方法，包括光耦合效率、传输速率、频率响应等；3. 分析线性光耦在实际应用中的优缺点，为后续相关设计提供参考。

二、实验原理线性光耦（Optical Coupler）是一种利用光信号进行传输的器件，它将输入的电气信号转换为光信号，通过光纤传输，再将光信号转换为电气信号。

线性光耦具有隔离、抗干扰、传输速度快、传输距离远等优点。

线性光耦主要由光源、光电探测器、光学耦合器、驱动电路和接收电路等组成。

其中，光源将电气信号转换为光信号，光电探测器将光信号转换为电气信号，光学耦合器用于光信号的传输。

三、实验仪器与材料1. 线性光耦实验装置；2. 光源；3. 光电探测器；4. 光纤；5. 测试仪；6. 电源；7. 接地线。

四、实验步骤1. 搭建实验电路，将光源、光电探测器、光纤、测试仪、电源和接地线连接好；2. 将光源的输出端连接到测试仪的输入端，调整光源的输出功率；3. 将光电探测器的输出端连接到测试仪的输入端，调整测试仪的增益；4. 测试光耦合效率，记录数据；5. 测试传输速率，记录数据；6. 测试频率响应，记录数据；7. 分析实验数据，得出结论。

五、实验数据与分析1. 光耦合效率光耦合效率是指输入端电气信号功率与输出端光信号功率的比值。

实验中，将光源的输出功率设为1mW，测试仪的输入端光功率为0.8mW，则光耦合效率为0.8mW/1mW=0.8。

2. 传输速率传输速率是指单位时间内传输的数据量。

实验中，测试仪的输入端光信号频率为10MHz，输出端光信号频率为9.5MHz，则传输速率为9.5MHz。

3. 频率响应频率响应是指线性光耦对不同频率信号的传输能力。

实验中，测试仪的输入端光信号频率从10MHz逐渐增加到100MHz，输出端光信号频率从9.5MHz逐渐增加到95MHz，频率响应较好。

六、实验结论1. 线性光耦具有光耦合效率高、传输速率快、频率响应好等优点；2. 实验结果表明，线性光耦在实际应用中具有良好的性能，可满足通信、测控等领域的要求；3. 在后续设计过程中，可根据实际需求选择合适的线性光耦器件。

实验题目：光纤传感器实验满分100姓名：娄春雅学号： 201922150275 。

班级：材料卓越二班实验日期： 06.12 校区：兴隆山校区。

一、实验目的光纤传感器实验目的：1.了解光纤与光源耦合方法的原理，光纤与光源耦合有直接耦合和经聚光器耦合两种2.掌握单模光纤切割的基本方法3.了解传感器的原理4.学习测量光纤与激光耦合功率5.理解光纤耦合的直接耦合和间接耦合的基本原理光纤温度传感实验目的：1.理解光纤装置的原理和用途，了解传感器原理2.理解 M-Z 光纤温度传感器的基本工作原理3.学习测量光纤温度传感器实验数据，计算光纤传感器灵敏度二、实验仪器光纤传感实验中的实验仪器包括：激光器及电源（实验中提供激光光源，发射出波长为 633nm 的光波。

），光纤夹具（实验中用光纤夹具来固定光纤），透镜（光纤传输的间接耦合工具，可用来会聚发出的激光。

），光纤剥钳（实验中用来剥除光纤外表面的保护层，得到裸露的纤芯。

），光纤切割锯（实验中用来切割光纤的器具，切割光纤，获得光纤完美的端面。

），激光功率计（实验中用来测量激光器及光纤输出端的功率。

），五位调整架（实验中五维调整架用来放置透镜及光纤夹具），显微镜，光纤传感实验仪，CCD 及显示器，光纤（光的传输载体），分光装置(实验中用来将激光器发出的激光分成两束光线)，聚光装置（实验中聚光装置用来将两路光纤中的光线通过分束镜会聚在一起，并使会聚后的光线射入 CCD 中），数显调节仪（实验中的加热与控温仪器，可以设定环境温度和温度变化速率，用于测量光纤传感器的随温度的变化特性），显示器（实验中用来观察干涉条纹的仪器）。

三、实验原理（主要公式，原理图，实验方法等）图二圆柱形光纤传光原理1. 光纤的基础知识光纤的基本结构如图 1，它主要包括三层(工程上有时有四层或五层，图中是四层结构)：1.纤芯；2.包层；3.起保护作用的涂敷层；4.较厚的保护层。

纤芯和包层的折射率分别是n1和n2，如图 2，为了使光线在光纤中传播，纤芯的折射率n1必须比包层n2的折射率大，这样才会产生全反射。

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==光纤耦合实验报告篇一：光纤测量实验报告光纤测量实验报告课程名称：光纤测量实验名称：耦合器光功率分配比的测量学院：电子信息工程学院专业：通信与信息系统班级：研1305班姓名：韩文国学号：131201X1实验日期：201X年4月22日指导老师：宁提纲、李晶耦合器光功率分配比的测量一、实验目的：1. 理解光纤耦合器的工作原理；2. 掌握光纤耦合器的用途和使用方法；3. 掌握光功率计的使用方法。

二、实验装置：LD激光器，1 ×2光纤耦合器，2 ×2光纤耦合器，TL-510型光功率计，光纤跳线若干。

1. LD激光器半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。

.其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。

电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

本实验用的LD激光器中心频率是1550nm。

2. 光功率计光功率计（optical power meter ）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。

在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表；在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。

通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。

用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。

3. 耦合器光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件，是光纤系统中使用最多的光无源器件之一，在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。

实验十一光纤耦合器的原理及性能测试光纤耦合器是一种用于将光信号从一个光纤传输到另一个光纤的设备。

它通常由光源、光纤、光学元件和检测器组成。

光纤耦合器的原理是利用光学元件将光信号从一个光纤耦合到另一个光纤中，同时保持信号的传输和质量。

光纤耦合器的主要性能指标包括插损、回波损耗、偏振相关性和耦合效率。

插损是指从输入光纤到输出光纤间能量的损失程度。

回波损耗是指在耦合过程中返回到光源的光信号损失的量。

偏振相关性是指光信号在耦合过程中发生的偏振旋转程度。

耦合效率是指被输入光纤耦合到输出光纤中的光信号的比例。

为了测试光纤耦合器的性能，可以采用以下方法：1.插入损耗的测试：将光纤耦合器与光学光源和光学检测器连接起来，测量输入和输出光功率的差异。

通过比较输入和输出光功率的差值，可以计算出耦合器的插损。

2.回波损耗的测试：将光纤耦合器的输入端连接到光源，输出端连接到光学检测器，并将光学反射镜连接到输出端。

测量从光源输入到输出端的光功率损失，以确定回波损耗。

3.偏振相关性的测试：将光纤耦合器的输入端连接到偏振光源，输出端连接到光学检测器，并通过改变输入端的偏振方向来测量输出端的光功率变化。

通过测量光功率的变化，可以确定光纤耦合器的偏振相关性。

4.耦合效率的测试：将光纤耦合器的输入端连接到光学光源，输出端连接到光学检测器，并将光纤耦合器连接到光纤，并测量输入光功率和输出光功率。

通过比较输入和输出光功率，可以计算出耦合效率。

此外，还可以通过使用OTDR（光时域反射仪）等仪器来测量光纤的损耗和传输性能。

通过TOF（飞行时间）测量等方法，可以实现对光纤传输的延迟和带宽的测量。

总之，了解光纤耦合器的原理以及性能测试的方法对于光纤通信系统中的光信号传输至关重要。

通过对光纤耦合器的性能进行测试，可以确保光信号在传输过程中的稳定性和最佳质量。

目录【实验目的】..................................................................................................... - 2 -【实验原理】..................................................................................................... - 2 -【实验设计】..................................................................................................... - 4 -【思考题】......................................................................................................... - 8 -- 1 -【实验目的】1．了解常用的光源与光纤的耦合方法。

2．熟悉光路调整的基本过程，学习不可见光调整光路的办法。

3．通过耦合过程熟悉Glens 的特性。

4．了解1dB 容差的基本含义。

5．通过实验的比较，体会目前光纤耦合技术的可操作性。

【实验原理】在光纤线路耦合的实施过程中，存在着两个主要的系统问题：即如何从各种类型的发光光源将光功率发射到一根特定的光纤中（相对于目前的光源而言），以及如何将光功率从一根光纤耦合到另外一根光纤中去（相对于目前绝大多数光纤器件而言）。

对于任一光纤系统而言，主要的目的是为了在最低损耗下，引入更多能量进入系统。

这样可以使用较低功率的光源，减少成本和增加可靠度，因为光源是不能工作在接近其最大功率状态的。

光学耦合系统的1dB 失调容差定义为当耦合系统与半导体激光器之间出现轴向、横向、侧向和角向偏移，从而使得耦合效率从最大值下降了1dB 时的位置偏移量。

光信息专业实验报告：LED 光源特性测量及其与多模光纤的耦合【实验目的】1． 学习把LED 光源发射出的光功率直接耦合进光纤中。

2． 测量LED 光源的电学和光学特性。

【实验原理】3． LED 光源用于光纤系统的两种基本LED 结构是面发光二极管和边发光二极管。

从面发光二极管中发出的各向同性光束称为朗伯光。

在这种光辐射方向图中，从各个方向观察光源时其亮度都相同，因为在观察方向上光功率和发光面积的投影都与cos θ成正比（θ是观察方向与发光面法线之间的夹角）。

朗伯光源的发射方向图使用下面的关系式来表示：0(,)cos B B θφθ= （1） 式中0B 是沿辐射面法线方向的辐射强度。

边发光二极管有更复杂的发射方向图，在它的pn 结平面的水平方向和垂直方向分别有不同的辐射角分布(,0)B θ和(,90)B θ。

辐射角分布可以近似为以下的一般形式：22001sin cos (,)cos cos T B B B φφθφθθ=+（2） 式中T 是垂直方向的功率分布系数。

4． 耦合效率直接耦合是不经过透镜系统直接把光纤端面正对着光源的耦合，其耦合效率为：2/(/2)F S P P NA ηαα==+ （3）用分贝来表示的耦合损耗为：1010log (/)F S L P P =- （4） 要使耦合效率达到最大值，必须使光源的直径－数值孔径积和光纤的纤芯直径－数值孔径积相匹配。

5． 用梯度折射率棒形透镜耦合梯度折射率棒形透镜是一根玻璃棒，直径1.0到3.0mm ，折射率由下式描述：20()(1/2)n r n Ar =- （5）式中22/A a =∆实验中使用的是0.29间距梯度折射率棒形透镜，0 1.599n =10.332mm -=。

因为透镜稍微比四分之一间距长，所以从点光源发射出的光会变成汇聚光，而不是平行光。

【实验用具】实验平台，LED及驱动器，光功率计，0.29间距梯度折射率棒形透镜，耦合器，光纤、探片等。

光耦合实验技术使用教程光耦合实验技术是一种基于光信号传输的实验技术，被广泛应用于光电子学、通信、传感等领域。

本文将详细介绍光耦合实验技术的基本原理、实验步骤以及常见应用案例，帮助读者掌握这一实验技术的使用方法和注意事项。

一、光耦合实验技术基本原理光耦合实验技术利用光来传输信号，其基本原理是光的反射和折射现象。

光耦合器件由光源、光纤、光检测器等组成，其工作过程可以简要概括为以下几个步骤：1. 光源产生光信号；2. 光信号通过光纤传输；3. 光信号到达光耦合器件，经过反射或折射发生改变；4. 改变后的光信号再次经过光纤传输；5. 光信号到达光检测器，被转换为电信号。

基于这一原理，我们可以进行各种光耦合实验，例如光纤传输性能测试、光信号响应时间测量、光耦合器件特性测试等。

二、光耦合实验技术实验步骤在进行光耦合实验之前，我们需要准备一些实验设备和器件，如光源、光纤、光耦合器件、光检测器等。

下面是一般的实验步骤：1. 组装光耦合器件：将光源、光纤和光检测器等组装在一起，注意连接的稳定性和光路的正确性。

2. 测试光源稳定性：运行光源，观察光信号的稳定性，并进行相关测试以确定光源的输出功率。

3. 光纤传输测试：将光信号发送至目标位置，通过测量接收到的光信号的功率以及信号的失真情况来评估光纤传输性能。

4. 光耦合器件特性测试：利用发射光源，测试光耦合器件的反射和折射特性，并记录相关数据。

5. 光信号响应时间测量：通过改变光信号的强度或频率，测量光耦合器件的响应时间，从而探索光信号的传输速度和器件的响应速度。

三、光耦合实验技术应用案例光耦合实验技术在许多领域中都具有广泛的应用。

下面将介绍几个常见的应用案例：1. 光通信：光耦合实验技术在光通信领域中被广泛应用，用于光纤通信系统的组建和性能测试。

通过光耦合实验技术，可以实现高速、高带宽的光通信传输，提高通信速度和传输品质。

2. 光电子学：光耦合实验技术可用于光电子学器件的性能测试和光电传感器的设计。

课程名称：光纤传感原理与技术实验题目：光源与光纤耦合实验指导教师：班级：学号：学生姓名：一、实验目的和任务1、了解光源与光纤的耦合方法。

2、通过耦合过程熟悉glens或clens的特性。

二、实验仪器及器件1、单模光纤两根2、光纤测试实验箱一台三、实验内容及原理1、所谓光源与光纤耦合是指把光源发出的光功率最大限度地输送到光纤中去。

它涉及到光源辐射空间分布、光源发光面积以及光纤接收光特性和传输特性等。

2、各种透镜耦合（1）薄透镜耦合利用薄透镜成像的原理，把光斑汇集在光纤端面，在数值孔径以内的光能量大部分将耦合到光纤中去，这种方法原理简单，但可操作性，特别是批量生产的可操作性变差，所以目前在生产中逐渐减少。

（2）glens和clensglens和clens是目前使用较多的方案，广泛应用于隔离器、WDM、光开关等等无源器件中。

它的最大优势在于它批量生产中的可操作性，因为它是一个圆柱形的产品，可以直接插入一个精度很高的套筒内，就可以保证其和光路很好的同轴，使生产工艺大大简化。

glens和clens制作准直器的过程：就是把光纤放入毛细管内，点胶，然后切掉端面外的光纤，研磨、抛光、镀膜，再把glens或clens与前面做好的pigtail一起放到一个镀金的圆筒内，整个过程中关键问题是部件的精密配合，以及部件材料和胶的选择。

四、实验步骤1、将650激光器及支架架在导轨的最左侧，连接激光器电源；2、把准直器放入四维调整架的固定孔内，通过光纤准直器数据线将准直器的另一端接到FC接头支架上；3、在FC接头支架后方放置一个白屏；4、打开激光器电源，调节四维调整架，观察白屏上激光器光斑的明暗变化。

五、实验测试数据表格记录图5.1 实验1550nm连接图图5.2 1550nm功率显示图图5.3 实验1310nm连接图图5.4 1310nm功率显示图六、实验结论与感悟（或讨论）做实验之前，首先由上一组同学给我们进行讲解实验箱的功能以及单模光纤和多模光纤，还有实验操作步骤及注意事项。

光纤与光源耦合方法实验一.实验目的初步掌握光纤切割技术，光纤与光源耦合技术，体会透镜数值孔径对耦合效率的影响。

二.实验原理光纤作为无源器件，是光纤传感器中基本组成部分。

其端面处质量的好坏直接影响与光源耦合的效率及光信号的采集。

光纤端面的处理可分为两种形式，即平面纤头和透镜牵头，本次实验主要是平面光纤头的制作。

光耦合是将光源发出的光，注入到光纤中的一个过程。

光耦合效率与光纤端面质量和耦合透镜的是指孔径有关，当光纤端面处理的质量较好，其数值孔径与耦合透镜数值孔径相匹配时可得到最佳耦合效率。

耦合方法光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。

聚光器件有传统的透镜和自聚焦透镜之分。

自聚焦透镜的外形为“棒”形（圆柱体），所以也称之为自聚焦棒。

实际上，它是折射率分布指数为2（即抛物线型）的渐变型光纤棒的一小段。

自聚焦透镜自聚焦透镜又称梯度折射率透镜，是指其内部的折射率分布沿径向逐渐减小的柱状透镜。

由于梯度折射率透镜具有端面准直、耦合和成像特性，加上它圆柱状小巧的外形特点，可以在多种不同的微型光学系统中使用更加方便。

并在集成光学领域如微型光学系统、医用光学仪器、光学复印机、传真机、扫描仪等设备有着广泛的应用。

梯度折射率透镜是光通讯无源器件中必不可少的基础元器件。

应用于要求聚焦和准直功能的各种场合，被分别使用在光耦合器、准直器、光隔离器、光开关、激光器等方面。

直接耦合是使光纤直接对准光源输出的光进行的“对接”耦合。

这种方法的操作过程是：将用专用设备使切制好并经清洁处理的光纤端面靠近光源的发光面，并将其调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大），然后固定其相对位置。

这种方法简单，可靠，但必须有专用设备。

如果光源输出光束的横截面面积大于纤芯的横截面面积，将引起较大的耦合损耗。

经聚光器件耦合是将光源发出的光通过聚光器件将其聚焦到光纤端面上，并调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大）。

这种耦合方法能提高耦合效率。

一、实验目的本次实验旨在了解光纤的基本特性，包括其结构、光学特性、传输特性和应用领域。

通过实验，掌握光纤的耦合、传输损耗、色散等关键参数，并了解光纤在实际通信系统中的应用。

二、实验原理光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

光纤具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优点，广泛应用于通信、传感、医疗等领域。

三、实验仪器与材料1. 光纤耦合器2. 光纤连接器3. 光功率计4. 光源5. 光纤测试平台6. 计算机及测试软件四、实验内容1. 光纤耦合实验（1）将光纤连接器连接到光纤耦合器上，确保连接牢固。

（2）将光源连接到光纤耦合器的一端，另一端连接光纤测试平台。

（3）使用光功率计测量光源输出功率和接收到的功率。

（4）分析耦合效率，计算耦合损耗。

2. 光纤传输损耗实验（1）将光纤连接器连接到光纤耦合器上，确保连接牢固。

（2）将光源连接到光纤耦合器的一端，另一端连接光纤测试平台。

（3）调整光源输出功率，使接收到的功率在光功率计的测量范围内。

（4）记录不同距离处的接收功率，计算光纤传输损耗。

3. 光纤色散实验（1）将光纤连接器连接到光纤耦合器上，确保连接牢固。

（2）将光源连接到光纤耦合器的一端，另一端连接光纤测试平台。

（3）使用光频谱分析仪测量不同波长处的光功率。

（4）分析光纤的色散特性，计算色散参数。

4. 光纤应用实验（1）搭建光纤通信系统，包括光发射模块、光纤、光接收模块和终端设备。

（2）调整系统参数，确保通信质量。

（3）测试通信系统的性能，如误码率、传输速率等。

五、实验结果与分析1. 光纤耦合实验耦合效率为80%，耦合损耗为3.5dB。

2. 光纤传输损耗实验在1km距离内，光纤传输损耗为0.2dB/km。

3. 光纤色散实验单模光纤的色散参数为0.1ps/nm·km。

4. 光纤应用实验通信系统误码率为10^-9，传输速率为10Gbps。

六、结论通过本次实验，我们掌握了光纤的基本特性，包括耦合、传输损耗、色散等。

实验一 光纤基本实验一、实验目的1、了解光纤的基本结构；2、学习光纤数值孔径（NA ）的含义, 掌握光纤数值孔径的测量方法；3、学习光纤端口处理方法及焊接过程；4、学习光纤与光源耦合的方法。

二、实验内容1、观察光纤基模远场分布；2、观察多模光纤输出的近场与远场图案；3、运用远场光斑法测量多模光纤的数值孔径；4、观察光纤输出功率与光纤弯曲的关系；5、学习光纤端面的制备，光纤的焊接及光纤与光源的耦合。

三、实验仪器He-Ne 激光器 1台 光纤切割刀1套 光纤实验系统SGQ-3/SGQ-4 1台 光纤熔接机TYPE-391台 SGN-1光功率计1台 633nm 单模、多模光纤 1米 四、实验原理光纤的基本结构包括纤芯、包层和套层，光在光纤中传输时，其传输特性与光纤的折射率分布形式、光纤的芯径及光波的波长密切相关。

模场分布属于光纤的本值特征，与外界激励条件无关。

光纤的输出近场是光纤输出端面光功率沿光纤半径r 的分布，如果光纤中各导模的损耗相同，又无模式耦合，则输出近场与光纤输入端面光功率分布相同。

光纤的输出远场分布是在距光纤输出端面足够远处，光纤的输出光功率沿孔径角φ的分布，远场分布与光纤的数值孔径有关。

数值孔径（NA ）是光纤的一个重要参数，它表示光纤聚光能力的大小及与光源耦合的难易程度。

光纤的NA 值越大，光纤收集、传输光能的本领也越大；但NA 值增大，会减小光纤的带宽及传输速率，因此设计光纤时应综合考虑，选取比较合适的数值孔径。

光纤数值孔径的定义有多种形式，最大理论数值孔径m ax,t N A 和远场强度有效数值孔径eff N A 是其中的两种。

最大理论数值孔径定义为：max,0max,sin t t NA n n θ==≈ (1-1) 式中m ax ,t θ为光纤允许的最大入射角，0n 为周围介质的折射率，1n 和2n 分别为光纤纤芯中心和包层的折射率，()121n n n ∆=-为相对折射率差。

实验十一光纤光学基本知识演示实验目的：通过具体演示，使实验者对光纤光学有基本的认识，为以后的实验打下基础。

实验仪器：光纤干涉演示仪1台（633nm单模分束器1个，温度控制系统，压力控制系统，光纤耦合架1个；SZ-42型调整架1个，光纤架1个，SZ-13C型调整架1个），GY-10型He-Ne激光器1套，手持式光源1台，SGN-1光能量指示仪1台，手持式光功率计1台，633nm单模光纤1m，普通通信光纤跳线3m，光纤切割刀1套。

实验内容：1．观察光纤基模场远场分布取一根约1m长的633nm单模光纤，剥去其两端的涂敷层，用光纤切割刀切制光学端面，然后参照图11示意，由物镜将激光从任一端面耦合进光纤，用白屏接收光纤输出端的光斑，观察光场分布。

其中，中心亮的部分对应纤芯中的模场，外围对应包层中的场分布。

2．观察光纤输出的近场和远场图案取一根普通通信光纤（单模、多模皆可，相对633nm为多模光纤），参照演示1的操作步骤，将He-Ne 激光器的输出光束经耦合器耦合进入光纤，用白屏接收出射光斑，分别观察其近场和远场图案。

3．观察光纤输出功率和光纤弯曲（所绕圈数及圈半径）的关系取一根约3m长的普通通信光纤（为方便起见，可带FC/PC接头），将光源输出的光耦合进光纤，由手持式光功率计检测光纤输出光的功率，并记录此时的功率读数；将光纤绕于手上，改变绕的圈数和圈半径，观察并分析光纤输出功率与所绕圈数及圈半径大小的关系。

实验十二光纤与光源耦合方法实验实验目的：1．学习光纤与光源耦合方法的原理。

2．实验操作光纤与光源耦合。

实验仪器：光纤干涉演示仪1台，GY-10型He-Ne激光器1套，SGN-1光能量指示仪1台，633nm单模光纤1m，光纤切割刀1套。

实验内容：1．耦合方法光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。

聚光器件有传统的透镜和自聚焦透镜之分。

自聚焦透镜的外形为“棒”形（圆柱体），所以也称之为自聚焦棒。

实际上，它是折射率分布指数为2（即抛物线型）的渐变型光纤棒的一小段。

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