CN105588709B - 自由空间隔离器隔离度的测试装置及方法 - Google Patents

自由空间隔离器隔离度的测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种自由空间隔离器隔离度的测试装置，包括：激光光源、积分球以及功率计，激光光源与积分球连接；激光光源，用于发出与待测隔离器工作波长对应的激光光束并输入至积分球；积分球，用于匀化激光光源输出的激光光束并输入至积分球；积分球包括输入端及输出端，积分球的输入端与激光光源的输出端连接；积分球的输出端与待测隔离器的输出端连接；功率计，连接待测隔离器的输入端，用于测量待测隔离器的输入端发出的反向光的功率。该自由空间隔离器隔离度的测试装置的功率计测量得到的待测功率结果准确、重复性好。因此，可以得到结果准确、重复性好的待测隔离度。本发明还提供一种自由空间隔离器隔离度的测试方法，其结果准确、且重复性好。

Description

自由空间隔离器隔离度的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及隔离度的测试技术领域，尤其涉及一种自由空间隔离器隔离度的测试装置及方法。
背景技术
隔离度是隔离器重要的指标之一，它表征隔离器对反向传输光的隔离能力。目前针对自由空间隔离器隔离度的测试，主要采取的方式有：
(一)在自由空间隔离器的输出端加反射镜，利用反射镜反射光，并在隔离器的光纤输入端利用耦合器分光，用功率计测得反向光的功率；再结合输入光的功率，计算得到隔离度。
(二)用另外一个隔离器的输出作为光源，反向注入到待测隔离器，从光纤输入端用功率计测得反向光的功率；再结合输入光的功率，计算得到隔离度。
上述两种自由空间隔离器隔离度的测试方法存在以下缺点：
由于自由空间隔离器的反向光必须是与原输入光路同轴的光路，才能使得在输入端测得的反向光的功率为有效数据。因此需要较长时间进行微调光路，以使反向光与原输入光路严格同轴。另外，由于微调光路时没有一定的标准或规范，很可能找到的反向光并不与原输入光路严格同轴，导致测试结果不准确，测试结果重复性差；而且长时间的反向光注入会在一定程度损伤待测隔离器。
发明内容
基于此，有必要提供一种结果准确、重复性好的自由空间隔离器隔离度的测试装置及方法。
一种自由空间隔离器隔离度的测试装置，包括：激光光源、积分球以及功率计，所述激光光源与所述积分球连接；
激光光源，用于发出与待测隔离器工作波长对应的激光光束并输入至所述积分球；
积分球，用于匀化所述激光光源输出的所述激光光束；
所述积分球包括输入端及输出端，所述积分球的输入端与所述激光光源的输出端连接；所述积分球的输出端与所述待测隔离器的输出端连接；
功率计，连接所述待测隔离器的输入端，用于测量所述待测隔离器的输入端发出的反向光的功率。
上述自由空间隔离器隔离度的测试装置，激光光源发出的激光光束经过积分球匀化后，能够生成各个方向上的均匀激光光束，包括与原输入光路严格同轴但方向相反的反向激光光束。在积分球的作用下，积分球的输出端输出的为与原输入光路严格同轴、方向相反的反向激光光束，待测隔离器的输出端接收该反向激光光束，并通过待测隔离器的输入端发出反向光。由于反向激光光束与原输入光路严格同轴、方向相反，故反向光也与原输入光路严格同轴、方向相反，无需较长时间进行微调光路。同时，由于反向光与原输入光路严格同轴、方向相反，故功率计测量得到的待测隔离器的输入端发出的反向光的功率结果准确、重复性好。因此，可以通过结果准确、重复性好的待测隔离器的输入端发出的反向光的功率及标准隔离器的标准功率和标准隔离度，得到结果准确、重复性好的待测隔离度。
一种自由空间隔离器隔离度的测试方法，包括步骤：
将积分球的输入端连接至激光光源的输出端，将待测隔离器的输出端连接所述积分球的输出端，将所述待测隔离器的输入端的尾纤连接至功率计；
开启所述功率计，开启所述激光光源，并将所述激光光源调节至发出与所述待测隔离器工作波长对应的激光光束，获取所述功率计测得的第一稳定功率值，记为待测功率；
将标准隔离器与所述积分球和所述功率计连接；
开启所述功率计，开启所述激光光源，并将所述激光光源调节至发出与所述待测隔离器工作波长对应的激光光束，获取所述功率计测得的第二稳定功率值，记为标准功率；
根据所述待测功率、所述标准功率及所述标准隔离器的标准隔离度，确定所述待测隔离器的待测隔离度。
上述自由空间隔离器隔离度的测试方法，由于由激光光源发出的激光光束，经积分球匀化得到反向激光光束，再从待测隔离器的输出端输入、从待测隔离器的输出端输出得到反向光。因此，该反向光与原输入光路严格同轴、方向相反，无需较长时间进行微调光路，且功率计测量得到的待测隔离器的输入端发出的反向光的功率结果准确、重复性好。通过结果准确、重复性好的待测隔离器的输入端发出的反向光的功率及标准隔离器的标准功率和标准隔离度，确定的待测隔离度的结果准确、且重复性好。
附图说明
图1为一种实施方式的自由空间隔离器隔离度的测试装置的结构图示意图；
图2为一种实施方式的自由空间隔离器隔离度的测试方法的流程图；
图3为另一种实施方式的自由空间隔离器隔离度的测试方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种实施方式的自由空间隔离器隔离度的测试装置，包括：激光光源110、积分球130以及功率计150；所述激光光源110与所述积分球130连接。
激光光源110，用于发出与待测隔离器200工作波长对应的激光光束并输入至所述积分球130。
积分球130，用于匀化所述激光光源110输出的所述激光光束。
所述积分球130包括输入端131及输出端133，所述积分球130的输入端131与所述激光光源110的输出端111连接。所述积分球130的输出端133与所述待测隔离器200的输出端201连接。
激光光束经过积分球130匀化后，能够生成各个方向上的均匀激光光束，包括与原输入光路严格同轴但方向相反的反向激光光束。在积分球130的作用下，积分球130的输出端133输出的为与原输入光路严格同轴、方向相反的反向激光光束，待测隔离器200的输出端201接收该反向激光光束，并通过待测隔离器200的输入端203发出反向光。由于反向激光光束与原输入光路严格同轴、方向相反，故反向光也与原输入光路严格同轴、方向相反，无需较长时间进行微调光路。
功率计150，连接所述待测隔离器200的输入端203，用于测量所述待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率。
功率计150包括测量端151，可通过测量端151连接所述待测隔离器200的输入端203。
由于反向光与原输入光路严格同轴、方向相反，故功率计150测量得到的待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率结果准确、重复性好。
在本实施例中，所述激光光源110，发出的激光光束的功率能够使所述功率计150测量到所述待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率。如此，保证功率计150能够测量到所述待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率。
上述自由空间隔离器隔离度的测试装置，激光光源110发出的激光光束经过积分球130匀化后，能够生成各个方向上的均匀激光光束，包括与原输入光路严格同轴但方向相反的反向激光光束。在积分球130的作用下，积分球130的输出端133输出的为与原输入光路严格同轴、方向相反的反向激光光束，待测隔离器200的输出端201接收该反向激光光束，并通过待测隔离器200的输入端203发出反向光。由于反向激光光束与原输入光路严格同轴、方向相反，故反向光也与原输入光路严格同轴、方向相反，无需较长时间进行微调光路。同时，由于反向光与原输入光路严格同轴、方向相反，故功率计150测量得到的待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率结果准确、重复性好。因此，可以通过结果准确、重复性好的待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率及标准隔离器的标准功率和标准隔离度，得到结果准确、重复性好的待测隔离度。
其中，标准隔离器为一已知隔离度的隔离器，其隔离度即为标准隔离度；标准功率为通过上述自由空间隔离器隔离度的测试装置测得的标准隔离器的输入端发出的反向光的功率。
在其中一个实施例中，所述功率计150为PD(Photo-Diode，光电二极管)型功率计。PD型功率计为低量程功率计，可测得纳瓦级的功率。
由于积分球130匀化所述激光光源110的输出端111输出的所述激光光束，生成各个方向上的均匀激光光束，包括与原输入光路严格同轴但方向相反的反向激光光束。由此，反向激光光束的功率为原激光光束功率的1/n倍，n为激光光束被匀化时，生成的均匀激光光束的数量。为了使功率计150能够测量到由待测隔离器200的输出端201输入的反向激光光束而从所述待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率，所述功率计150的类型可设置为低量程的PD型功率计。
在其中一个实施例中，积分球130的所述输出端133为一设置于所述积分球130上的开口，所述待测隔离器200的所述输出端201为开设于所述待测隔离器200上的开孔，所述开孔与所述开口对应密封连接。如此，可以避免积分球130从输出端133输出的反向激光光束由开口及开孔的连接处漏出，从而影响测试结果。
在其中一个实施例中，所述激光光源110的输出端111与所述积分球130的输入端131均设置有光纤连接器，且通过光纤跳线连接。
进一步地，所述激光光源110的输出端111的光纤连接器为SMA接头或FC/APC接头；所述积分球130的输入端131的光纤连接器为SMA接口或FC/APC接口。
在其中一个实施例中，所述积分球130的直径为40毫米，如此，可避免因积分球130直径过大而使得待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率过小，或者因积分球130直径过小而使得积分球130内部光线不均匀，导致测量结果不准确。
在其中一个实施例中，所述积分球130的输出端133为一开口，所述开口的直径为4-10毫米，以使积分球130的输出端133能够与所述待测隔离器200的输出端201的输出孔径对准。
在其中一个实施例中，所述功率计150连接所述待测隔离器200的输入端203的尾纤，所述尾纤与所述功率计150连接的一端的端面为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面。如此，保证由待测隔离器200的输入端203的尾纤输出到功率计150进行测量的反向光与原输入光路严格同轴。
在其中一个实施例中，还包括：机械固定件(图未示)及底板(图未示)，通过所述机械固定件将激光光源110、积分球130及功率计150固定在所述底板上。如此，固定激光光源110、积分球130及功率计150的位置，避免激光光源110、积分球130及功率计150移动而时光路发生改变，影响测试结果。
请参阅图1和图2，一种自由空间隔离器隔离度的测试方法，运用上述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，包括步骤：
S310：将积分球130的输入端131连接至激光光源110的输出端111，将待测隔离器200的输出端201连接积分球130的输出端133，将所述待测隔离器200的输入端203的尾纤连接至功率计150。
可以理解地，自由空间隔离器隔离度的测试装置的积分球130的输入端131连接激光光源110的输出端111时，无需进行将积分球130的输入端131连接至激光光源110的输出端111的步骤。
S330：开启所述功率计150，开启所述激光光源110，并将所述激光光源110调节至发出与所述待测隔离器200工作波长对应的激光光束，获取所述功率计150测得的第一稳定功率值，即所述待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率，记为待测功率。
S340：将标准隔离器与所述积分球和所述功率计连接。
具体地，将标准隔离器替换步骤S310中的待测隔离器200；可以理解地，本步骤可以在步骤S310之前，也可以在步骤S310之后。
S342：开启所述功率计，开启所述激光光源，并将所述激光光源调节至发出与所述待测隔离器工作波长对应的激光光束，获取所述功率计测得的第二稳定功率值，即标准隔离器的输入端发出的反向光的功率，记为标准功率。
具体地，将步骤S330中的所述待测隔离器200替换为所述标准隔离器，而读取到的所述标准隔离器的输入端发出的反向光的功率，即为标准功率。可以理解地，步骤S342可以在步骤S330之前，也可以在步骤S330之后。
S350：根据所述待测功率、所述标准功率及所述标准隔离器的标准隔离度，确定所述待测隔离器200的待测隔离度。
上述自由空间隔离器隔离度的测试方法，由于由激光光源110发出的激光光束，经积分球130匀化得到反向激光光束，再从待测隔离器200的输出端201输入、从待测隔离器200的输出端201输出得到反向光。因此，该反向光与原输入光路严格同轴、方向相反，无需较长时间进行微调光路，且功率计150测量得到的待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率结果准确、重复性好。通过结果准确、重复性好的待测隔离器200的输入端203发出的反向光的功率及标准隔离器的标准功率和标准隔离度，确定的待测隔离度的结果准确、且重复性好。
在其中一个实施例中，所述确定所述待测隔离器200的待测隔离度的公式为：
B＝A+10*lg(b/a)，
其中，B为所述待测隔离度，A为所述标准隔离度，b为所述待测功率，a为所述标准功率。
请参阅图3和图1，在其中一个实施例中，步骤S310之前，还包括步骤：
S301：检查所述尾纤与所述功率计150连接的一端的端面是否为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面；
若是，则进入下一步骤，即S310；若否，则在步骤S310之前，还包括步骤：
S303：将所述尾纤与所述功率计150连接的一端的端面切平，使所述尾纤与所述功率计150连接的一端的端面为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面。
如此，保证由待测隔离器200的输入端203的尾纤输出到功率计150进行测量的反向光与原输入光路严格同轴。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，包括：激光光源、积分球以及功率计，所述激光光源与所述积分球连接；
所述激光光源，用于发出与待测隔离器工作波长对应的激光光束并输入至所述积分球；
所述积分球，用于匀化所述激光光源输出的所述激光光束，输出的为与原输入光路严格同轴、方向相反的反向激光光束；
所述积分球包括输入端及输出端，所述积分球的输入端与所述激光光源的输出端连接；所述积分球的输出端与所述待测隔离器的输出端连接；
所述功率计，连接所述待测隔离器的输入端，用于测量所述待测隔离器的输入端发出的反向光的功率。
2.根据权利要求1所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述功率计为PD型功率计。
3.根据权利要求1所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述积分球的所述输出端为一开设于所述积分球上的开口，所述待测隔离器的所述输出端为设置于所述待测隔离器上的开孔，所述开孔与所述开口对应密封连接。
4.根据权利要求1所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述激光光源的输出端与所述积分球的输入端均设置有光纤连接器，且通过光纤跳线连接。
5.根据权利要求4所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述激光光源的输出端的所述光纤连接器为SMA接头或FC/APC接头；所述积分球的输入端的所述光纤连接器为SMA接口或FC/APC接口。
6.根据权利要求1所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述积分球的直径为40毫米；所述积分球的输出端为一开口，所述开口的直径为4-10毫米。
7.根据权利要求1所述的自由空间隔离器隔离度的测试装置，其特征在于，所述功率计连接所述待测隔离器的输入端的尾纤，所述尾纤与所述功率计连接的一端的端面为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面。
8.一种自由空间隔离器隔离度的测试方法，其特征在于，包括步骤：
将积分球的输入端连接至激光光源的输出端，将待测隔离器的输出端连接所述积分球的输出端，将所述待测隔离器的输入端的尾纤连接至功率计；
开启所述功率计，开启所述激光光源，并将所述激光光源调节至发出与所述待测隔离器工作波长对应的激光光束，获取所述功率计测得的第一稳定功率值，记为待测功率；
将标准隔离器与所述积分球和所述功率计连接；
开启所述功率计，开启所述激光光源，并将所述激光光源调节至发出与所述待测隔离器工作波长对应的激光光束，获取所述功率计测得的第二稳定功率值，记为标准功率；
根据所述待测功率、所述标准功率及所述标准隔离器的标准隔离度，确定所述待测隔离器的待测隔离度。
9.根据权利要求8所述的自由空间隔离器隔离度的测试方法，其特征在于，所述确定所述待测隔离器的待测隔离度的公式为：
B＝A+10*lg(b/a)，
其中，B为所述待测隔离度，A为所述标准隔离度，b为所述待测功率，a为所述标准功率。
10.根据权利要求8所述的自由空间隔离器隔离度的测试方法，其特征在于，所述将所述待测隔离器的输入端的尾纤连接至功率计的步骤之前，还包括步骤：
检查所述尾纤与所述功率计连接的一端的端面是否为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面；
若否，则将所述尾纤与所述功率计连接的一端的端面切平，使所述尾纤与所述功率计连接的一端的端面为与所述尾纤的延伸方向垂直的平面。
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