光矢量分析仪OCI-V测试光纤在不同波长下的弯曲损耗
OCI-V是一款快速检测光学器件损耗、色散和偏振等相关参数的光矢量分析系统。其原理是采用线性扫频光源对待测器件进行扫描,并结合相干检测技术获取待测器件的琼斯矩阵,进而获得器件插损、色散、偏振相关损耗、偏振模色散等光学参数。该系统采用独特光路设计以及先进算法,实现智能校准,操作简单,极大节省测试时间。

当我们在实际场景中测试光纤的时候,光纤都会不可避免地被弯曲,当弯曲半径小于光纤的最小弯曲半径后,光的传输途径会发生相应的改变,在弯曲处有一部分光会从基模中泄露,渗透到包层或穿过包层成为辐射模向外传输而引起光功率减小,从而产生弯曲损耗,其产生机理是因为光纤中传输光不满足全反射条件。其中弯曲半径越小,因弯曲而带来的弯曲损耗就会越大,且在弯曲半径相同时,不同波长下测试的弯曲损耗会不同,本文借助于OCI-V能够测试光器件在不同波长下损耗的特点,对光纤进行不同弯曲状态下的损耗测试。
损耗测试
实验装置如图1.所示,将被测光纤缠绕在不同直径的橡胶棒上,每种直径的橡胶棒上缠绕不同圈数的光纤,使用OCI-V的透射模式测试光纤在不同波长下的弯曲损耗,该仪器能有效测量的波长范围为1528nm-1612nm。

将待测光纤两个接头分别接入OCI-V的透射端口,测试光纤在没有弯曲状态下的初始损耗,测试结果如图2所示,可以看出待测光纤在没有弯曲时的平均损耗约为0.65dB,且在不同波长下的损耗基本一致。

分别测试待测光纤缠绕在直径50mm、20mm、10mm和5mm的橡胶棒上,每种橡胶棒分别缠绕1圈、2圈和5圈。表1.为测试待测光纤缠绕在直径20mm、10mm和5mm的橡胶棒上,每种橡胶棒分别缠绕1圈、2圈和5圈,不同波长下的弯曲损耗情况,表中的损耗值为光纤弯曲带来的附加损耗值,是减去初始损耗后的结果。

从表中可以看出缠绕直径越小,缠绕圈数越多,待测光纤的弯曲损耗越大,在相同缠绕直径和缠绕圈数时,弯曲损耗会随着波长的加长而增大。



图3. 弯曲直径10mm时在不同波长下的损耗
图3.是直径10mm,缠绕1圈和2圈时不同波长下弯曲损耗的测试结果,从图中可以看出不管是缠绕1圈还是缠绕2圈,弯曲损耗都会随着波长的加长而增大,缠绕2圈带来的弯曲损耗约是缠绕1圈的两倍,两者在不同波长下弯曲损耗曲线趋势表现为一致。由于OCI-V精准测试插损的动态范围为0dB-45dB,当缠绕5圈后,在长波长下的弯曲损耗超出仪器测试动态范围,出现震荡现象,导致1570nm波长以后的损耗曲线趋势和缠绕1圈2圈不一致。
测试结论
使用OCI-V可以测试出光纤在不同波长下的弯曲损耗情况,弯曲损耗会随着弯曲半径的减小或缠绕圈数的增加而增大,在同一种弯曲状态下,弯曲损耗随着波长的加长而增大。通过OCI-V可以快速测试出光链路在不同波长下的损耗特性,为设计制造光链路提供可靠的数据支撑。
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