CN110940493A - 一种光纤器件的反射率测试装置 - Google Patents

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刘家兴
张大鹏
王健强
钟守东
许义
卢建南
王兴龙
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Abstract

本发明提供一种光纤器件的反射率测试装置，沿光路方向依次连接设置有测试光源、光纤耦合器、模式转换器和待测器件安装位，光纤耦合器的第一端口与测试光源连接，第三端口与模式转换器连接，反射率测试装置还包括光谱测试仪，第二端口与光谱测试仪连接，第四端口处设置有菲涅尔反射面。通过上述光路布局，在第二端口的光谱测试仪接收第三端口的反射光和第四端口的反射光，继而能够方便地对待测器件的反射率进行测试，在测试时可先设置标定器件，即利用设置的菲涅尔反射面，测试得出标定参数，再通过放置待测器件，并将待测器件的第二端设置FC接头，保证无端面反射，继而能够精度测试待测器件的反射率，且测试方式简便且稳定。

Description

一种光纤器件的反射率测试装置
技术领域
本发明涉及光学器件测试领域，尤其涉及一种光纤器件的反射率测试装置。
背景技术
当光入射到折射率不同的两个媒质分界面时，一部分光会被反射，这种现象称为菲涅尔反射。当光在光纤中的传输遇到光纤和空气的界面时，由于光纤和空气的折射率不一样，将产生菲涅尔反射。
取界面两边的介质折射率分别为n1、n2，光的入射角为θi，折射角为θt，那么光在界面上的反射率满足如下关系：
Figure BDA0002334263700000011
对于正入射或者小角度入射，cos值约为1；对于1um附近的光，光纤折射率取值为1.45，空气折射率取值1，可得：
Figure BDA0002334263700000012
即光纤和空气界面上的菲涅尔反射率可近似为3.4％(波长为1um附近的光)。
传统的反射率测试方法一般为透射法，即测试待测器件的透射光谱，对于反射率较低的器件，例如低反光纤光栅，反射率为10％。那么透射峰为0.5dB，而常用的测试光源的抖动一般在0.1－0.2dB，导致测试误差非常大，且无法精确测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试精度高且测试方法简单稳定的光纤器件的反射率测试装置。
为了实现本发明目的，本发明提供一种光纤器件的反射率测试装置，其特征在于，沿光路方向依次连接设置有测试光源、光纤耦合器、模式转换器和待测器件安装位，光纤耦合器由直通臂光纤和交叉臂光纤耦合而成，直通臂光纤的两端分别设置有第一端口和第三端口，交叉臂光纤的两端分别设置有第二端口和第四端口，第一端口与测试光源连接，第三端口与模式转换器连接；反射率测试装置还包括光谱测试仪，第二端口与光谱测试仪连接，第四端口处设置有菲涅尔反射面。
更进一步的方案是，反射率测试装置还包括标定器件，标定器件设置在待测器件安装位上，标定器件的第一端与模式转换器连接，标定器件的第二端处设置有菲涅尔反射面。
更进一步的方案是，反射率测试装置还包括待测器件，待测器件设置在待测器件安装位上，待测器件的第一端与模式转换器连接，待测器件的第二端处设置有FC接头。
由上述方案可见，通过上述光路布局，在第二端口的光谱测试仪接收第三端口的反射光和第四端口的反射光，继而能够方便地对待测器件的反射率进行测试，在测试时可先设置标定器件，即利用设置的菲涅尔反射面，测试得出标定参数，再通过放置待测器件，并将待测器件的第二端设置FC接头，保证无端面反射，继而能够精度测试待测器件的反射率，且测试方式简便且稳定。
附图说明
图1是本发明的反射率测试装置实施例的光路原理图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1，反射率测试装置沿光路方向依次连接设置有测试光源11(LC)、光纤耦合器12(C)、模式转换器13(MFA)和待测器件安装位，待测器件安装位用于安装标定器件或待测器件14，光纤耦合器12采用4端口耦合器，光纤耦合器12由直通臂光纤和交叉臂光纤耦合而成，直通臂光纤的两端分别设置有第一端口和第三端口，交叉臂光纤的两端分别设置有第二端口和第四端口，第一端口与测试光源11连接，第三端口与模式转换器13连接，模式转换器13采用光纤模式转换器，第四端口处设置有菲涅尔反射面17(FR)。反射率测试装置还包括光谱测试仪，第二端口通过FC1端口16与光谱测试仪连接。
下面将说明测试原理：
测试端口FC1测得的功率P5满足如下关系：
P5＝P3·y3+P4·y4
＝P0·y1·y3·x1+P0·y2·y4·y5·y6·x2 (3)
当待测器件一端无反射时，测得反射功率满足：
P5'＝P0·y1·y3·x1 (4)
当待测器件一端有反射时，测得反射功率满足：
P5”＝P5'+P0·y2·y4·y5·y6·x2 (5)
综合公式(4)、(5)两式，有：
Figure BDA0002334263700000031
其中，P0为测试光源11的传输功率，P2为光纤耦合器12的第三端口的输出功率，P1为光纤耦合器12的第四端口的输出功率，P4’为待测器件或标定器件的反射功率，P4为模式转换器的反射功率，P5为输入至光谱测试仪的功率，而且，其中第一端口到第三端口的透过率为y1，第一端口到第四端口的透过率为y2，第三端口到第二端口的透过率为y3，第四端口到第二端口的透过率为y4，y5为模式转换器13的正向透过率，y6为模式转换器13的反向透过率。
在实际测试过程中，先进行标定步骤：
标定器件设置在待测器件14安装位上，标定器件的第一端与模式转换器13连接，标定器件的第二端处设置有菲涅尔反射面FR，即将标定器件的端尾部切平，测得，
Figure BDA0002334263700000032
可得到标定参数A。
然后进行实际测试：
将待测器件14设置在待测器件安装位上，待测器件14的第一端与模式转换器13连接，待测器件14的第二端处设置有FC接头15，继而保证无端面反射，测得，
Figure BDA0002334263700000033
其中x1为菲涅尔反射率，对于波长为1um附近的光，x1取值3.4％，继而可测得待测器件的反射率x2。
由上可见，通过上述光路布局，在第二端口的光谱测试仪接收第三端口的反射光和第四端口的反射光，继而能够方便地对待测器件的反射率进行测试，在测试时可先设置标定器件，即利用设置的菲涅尔反射面，测试得出标定参数，再通过放置待测器件，并将待测器件的第二端设置FC接头，保证无端面反射，继而能够精度测试待测器件的反射率，且测试方式简便且稳定。

Claims (3)

1.一种光纤器件的反射率测试装置，其特征在于，沿光路方向依次连接设置有测试光源、光纤耦合器、模式转换器和待测器件安装位，所述光纤耦合器由直通臂光纤和交叉臂光纤耦合而成，所述直通臂光纤的两端分别设置有第一端口和第三端口，所述交叉臂光纤的两端分别设置有第二端口和第四端口，所述第一端口与所述测试光源连接，所述第三端口与所述模式转换器连接；
所述反射率测试装置还包括光谱测试仪，所述第二端口与所述光谱测试仪连接，所述第四端口处设置有菲涅尔反射面。
2.根据权利要求1所述的反射率测试装置，其特征在于：
所述反射率测试装置还包括标定器件，所述标定器件设置在所述待测器件安装位上，所述标定器件的第一端与所述模式转换器连接，所述标定器件的第二端处设置有菲涅尔反射面。
3.根据权利要求1所述的反射率测试装置，其特征在于：
所述反射率测试装置还包括待测器件，所述待测器件设置在所述待测器件安装位上，所述待测器件的第一端与所述模式转换器连接，所述待测器件的第二端处设置有FC接头。
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