实验七 光纤传输特性测试实验
一、 实验目的
1. 了解光纤损耗的概念 2. 学会用插入法测量光纤的损耗 1. 二、 实验原理
传输损耗是光纤很重要的一项光学性质，它在专门大程度上决定着传输系统中的中继距离。损耗的降低依托于工艺的提高和对石英材料的研究。
关于光纤来讲，产生损耗的缘故较复杂，要紧由以下因素造成： １.纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收； ２.纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗和光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射；
３.由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗； ４.光纤弯曲所产生的辐射损耗； ５.外衣损耗。
这些损耗能够分为两种不同的情形。一是石英光纤的固有损耗机
理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引发的非固有损耗机理，它能够通过提纯材料或改善工艺而减小乃至排除其阻碍，如杂质的吸收、波导散射等。
测量光纤损耗的方式很多，CCITT（国际电报、咨询委员会）建议以剪断法为参考，插入法为第一替代法，背向散射法为第二替代法。
测量光纤损耗时，只要测出光纤输入端的光功率 P１和输出光功率P2，即可取得光纤总的平均损耗，那么光纤损耗为：
Af?10lg
P1(dB) （1） P2光纤
输入功率P１
输出功率P2
剪断法
剪断法的测量框图如图2所示，标准光源发出光信号，扰模器的作用使光信号达到稳态模散布，利用光功率计先测出光纤的输出光功率P2，然后在距离输入端2-3m的地址将光纤剪断，测量出输入光功率P1，最后依照6-1式即可算出光纤的损耗。
剪断法的特点是：简单、准确，但对光纤具有必然的破坏性。 标 准 光源P1 扰模器 P2 图1 光纤损耗测量原理
插入法
光功率计插入法的测量原理图如图3所示，标准光源发出光信号，扰模器的作用是使光信号达到稳态模功率散布，测量时，可通过连接器，先将自环线（损耗可忽略的光纤）接入，用光功率计测出现在的光功率值为P1，然后，撤去自环线，将待测光纤插入，读出光功率值P2，那么依照（1）式即可算出光纤损耗值。
插入法的特点是：操作简单，不具有破坏性，但精度不高，这是由于连接器性能不佳或光注入状态发生转变时，可能带来误差。
自环线 图6-2 剪断法测量光纤损耗示意图
标准光源扰模器 连接器 光功率计 待测光纤
背向散射法
所谓背向散射法确实是得用光时域反射仪(OTDR)来测量光纤损耗，其原理参见光时域反射仪的利用说时书，那个地址再也不赘述。 工程测量
在实际工程中，为取得接头损耗的精准值，往往采取“四功率”法，其测试步骤如下（如图4）：
1. 第一在连接处Ｄ作临时接头;
2. 在光纤连接后的尾端Ｃ处测得接收光功率P3;
3. 在临时接头后的B点（相距D点约几厘米）切断光纤，测得光功
率为P2；
4. 在临时接头前的A点切断光纤，测得光功率为P1;
5. 在连接处Ｄ点将光纤作永久性连接，然后在C点从头测得光功率
为P4。
那么此永久性连接的附加损耗为：
图3 插入法测量光纤损耗示意图
A?10lgP1P?10lg2P4P3PP?10lg1?10lg4P2P3
光源A P1 P2 连接处 D B （2）
C 光功率计P3 P4 第二次测量
图4 光纤连接损耗测量（“四功率”法）
光纤弯曲损耗的测量框图如图5所示，：
Af?10lg光 源 光源 P1(dB) （3） P2光功率P1 光功率P2
光纤传输特性测试实验
