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Optical testing/Functional testing光学测试/功能测试 光的传输原理：全反射 光纤的构成 Single mode fiber and Multimode fiber单模光纤与多模光纤 1.光的模式 从光源发出的任何一种波长，都是一束光，而且会通过不同的角度进入 光纤传输，在光纤的受光角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤 的纤芯-包层交界面上产生全反射的传播光线，就可称之为光的一个传 输模式，每一个不同入射角度的光就是一种模式。 2.单模光纤与多模光纤 能传输多个模式的光纤就是多模光纤（一般可传输几百个模式）；而只 能传输一个模式的光纤就是单模光纤。 模式的概念 1.完全沿着光纤中心轴线传播的模式称为“基模” 2.模式的传播角度越大，级数就越高 3.最高级的模式就是以临界角传播的模式 光纤的重要参数 1.数值孔径NA 表示光纤接受光信号的能力—入射到光纤的光并不能全部被 输，只是在某个入射角度的光才可以，这个角度就是数值孔 径 1.1多模光纤的NA要大于单模光纤，因此光耦合效率高 1.2若单模光纤的NA值较大则会形成多模传播 2.模场直径D （光斑尺寸） 表示光纤中传导的光信号能量的集中度 2.1 模场直径与光波长有关，根据计算可知对于同样为单模9um纤芯的光纤来说，一般 1310nm波长的模场直径为9.2um，而1550nm为10.6um，可以看到模场直径要大于纤 芯的尺寸，也就是说光能并不是完全的分布在纤芯内（9um）,有接近20%的光分布在 包层内。 这也就是模场直径接近于纤芯尺寸，但区别与纤芯尺寸的意义。 2.2信号波长越长，模场直径越大 2.3模场直径大的光纤对弯曲度越敏感，而接续损耗则较小（1550nm的IL要比1310nm小） 3.传播损耗 表示为发生在光纤线路上的损耗 3.1本征损耗/固有损耗： 3.1.1瑞利散射 3.1.2材料吸收 3.2弯曲损耗 3.3接续损耗： 3.3.1熔接损耗 3.3.2连接插入损耗 3.3.1熔接损耗 --光纤进行熔接时产生的损耗 3.3.2连接插入损耗 连接器插入损耗产生的原因 间距： 偏移： 角度 端面缺陷 4.色散 色散的定义— 以不同角度在光纤内传输的光所走的路径是不同的，虽然在 入射端以相同的速度进入，但到达输出端的时间缺不相同， 出现了时间的分散，导致了脉冲展宽 4.1 什么是脉冲展宽 4.2 损耗和色散是光纤最重要的传输特性 4.2.1 损耗导致脉冲幅度减小，影响系统的传输距离 4.2.2 色散导致脉冲展宽，影响系统的传输容量（带宽） 4.3 色散的分类： 模式色散，材料色散，波导色散 4.4 单模光纤由于仅传输一个“基模”，因此不 存在模间色散，较多模光纤而言色散更小 总结--单模与多模光纤的异同 1.纤芯直径 单模光纤—9um 多模光纤—62.5um（OM1）/ 50um（OM2） 2.传播的模式 单模光纤—只传输一种模式 多模光纤—可传输多种模式 3.数值孔径NA 4.模场直径 5.色散 单模光纤—色散小，传输性能好，传输带宽高，适合长距离传输 多模光纤—色散大，传输性能差，传输带宽低，仅适合短距离传输 6.制作工艺 多模光纤的制作工艺较单模光纤要简单 光纤的分类 1.光纤的三个低损耗波长“窗口”： 短波长窗口— 800-900nm; 长波长窗口— 1310nm; 1550nm 2. 1310nm与1550nm波长的特点： 1310nm波长具有最小的色散； 1550nm波长具有最小的损耗； 3. 光纤的分类： 光学损耗测试设备构成 1.Light Source光源—根据电光转换产生用于测试的相应波长（1310nm和1550nm）的光 2.Power Meter光功率计—测量光的强度，包括绝对光功率（Absolute power level）和相对光功率（Relative power level） 连接器光学性能测试 测试设备： JDS、EXFO、JGR、Angilent、上海嘉慧 测试参数： 插入损耗 IL Insertion Loss 回波损耗 BR Backflection / RL Return Loss 插/回损测试仪的构成 光学测试的单位 dBm / mw: 绝对光功率/光强度/光能量 dBm是一个表示功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw） 3dBm 2.0mw; 0dBm 1.0mw； -1dBm 0.8mw; -10dBm 0.1mw; dB: 相对光功率 dB是一个相对值，是指甲的光功率相对于乙的光功率大多少（倍数），计算公式为10lg P甲/P乙 ； 例如：计算甲的光功率比乙大多少,其中P甲为2mw, P乙为1mw P甲：P乙