CN105651494A - 一种多模光纤反射镜反射率的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种多模光纤反射镜反射率的测试方法，首先准确测试多模光纤反射镜标准件的反射率，然后采用多模光纤反射镜标准件对测试光路进行校准，校准后的测试光路与待测多模光纤反射镜连接，通过对比连接多模光纤反射镜标准件和待测多模光纤反射镜测试光路的输出光功率，即可计算出待测多模光纤反射镜的反射率。该测试方法在测试每只反射镜时只需要熔接一个光纤熔接点即可，方法简单易操作，提高了测试效率，并且通过双通道光功率计实时监控多模光纤耦合器的输出功率波动，可以评价测试光路的稳定性，减小测试误差，实现多模光纤反射镜的快速准确测试。

Description

一种多模光纤反射镜反射率的测试方法

技术领域

本发明涉及一种多模光纤反射镜的测试方法，实现多模光纤反射镜反射率的准确测试。

背景技术

光纤反射镜是一种利用在光纤端面蒸镀反射膜或粘贴反射片，将光纤端面的出射光波反射回光纤中，实现光波在光纤中反向传输的光学器件。广泛应用于光纤传感***中，其中反射率是光纤反射镜的主要指标之一。

根据光纤反射镜中所用光纤传播模式数量的不同，可以将光纤反射镜分为单模光纤反射镜和多模光纤反射镜。单模光纤反射镜由于只传播一个模式，光学性能比较稳定，反射率测试的准确性较高。多模光纤反射镜由于传输多个模式，在测试反射率时，测试光路对外界温度或应力比较敏感，存在输出功率波动的现象，这将导致很大的反射率测试误差。针对此项问题研究出了一种多模光纤反射镜的测试方法，可实现多模光纤反射镜反射率的快速准确测试。

现有的多模光纤反射镜反射率测试方法是在每次搭建测试光路时，需要对多模光纤耦合器的传光性能进行测试，测试步骤复杂。并且多模光纤耦合器对外界温度或应力比较敏感，在光路搭建过程中存在输出功率波动的现象，这将导致很大的反射率测试误差。同时现有的测试方法采用截断法测试，测试效率低，光纤消耗大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有测试方法的不足，提供一种多模光纤反射镜反射率的测试方法，实现多模光纤反射镜反射率的快速准确测试。

本发明的技术方案是：一种多模光纤反射镜反射率的测试方法，步骤如下：

(1)将激光器与多模光纤耦合器的“3”端连接，光功率计与多模光纤耦合器的“2”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“3”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₃₂；

(2)将激光器与多模光纤耦合器的“4”端连接，光功率计与多模光纤耦合器的“2”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“4”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₄₂；

(3)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计与多模光纤耦合器的“3”端和“4”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“3”端、多模光纤模耦合器“4”端的分光比，记为S₃₄；

(4)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，剩并将多模光纤耦合器“3”端蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射；

(5)按照公式(1)计算获得多模光纤耦合器“4”端的端面反射率R₀

$R_0=\frac{P_2^{\′}}{P_4^{\′}\·L_{42}+P_2^{\′}}\mathrm{...}\left(1\right)$

式中：

P₂′表示在功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P₄′表示在功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(6)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，将多模光纤反射镜标准件与多模光纤耦合器的“3”端连接；

(7)按照公式(2)计算多模光纤反射镜标准件的反射率R_标准件

式中：

P₂表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P₄表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(8)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，在多模光纤耦合器“3”端先熔接一段与多模光纤反射镜光纤类型一样的多模光纤，再将多模光纤反射镜标准件与该多模光纤熔接；此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P₂，多模光纤耦合器“4”端的输出功率计为P₄；

(9)将多模光纤反射镜标准件更换为待测多模光纤反射镜，此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P_2测，“4”端的输出功率计为P_4测；

(10)按照公式(3)计算得到待测多模光纤反射镜的反射率R

(11)对比P₄和P_4测的差值，实时监控测试光路的传光特性是否发生变化，若差值小于2％，则表明测试光路传光特性稳定，测试合格，继续对下一待测多模光纤反射镜进行测试；若差值大于等于2％，则返回步骤(8)，用多模光纤反射镜标准件重新校准测试光路。

所述步骤(6)中多模光纤反射镜标准件的光纤类型与待测多模光纤反射镜的光纤类型一致。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明在更换测试光路中的多模光纤耦合或重新搭建测试光率时，只需采用多模光纤反射镜标准件校准测试光路，不需要对多模光纤耦合器的传光性能进行测试，方法简单易操作；

(2)本发明采用与多模光纤反射镜标准件比较的方法，克服了现有测试方法中需要采用截断法才能实现反射率的准确测试。测试每只反射镜只需要熔接一个熔接点即可，提高了测试效率。

(3)本发明采用双通道光功率计实时监控多模光纤耦合器的输出功率波动，可以评价测试光路的稳定性，减小测试误差，实现准确测试。

附图说明

图1为多模光纤模耦合器3-2端传光效率测试光路图；

图2为多模光纤耦合器4-2端传光效率测试光路图；

图3为多模光纤耦合器3-4端分光比测试光路图；

图4a为多模光纤耦合器4端的端面反射率测试光路；

图4b为多模光纤反射镜标准件反射率标定测试光路图；

图5为多模光纤反射镜测试光路图。

具体实施方式

本发明提供了一种多模光纤反射镜反射率的快速准确测试方法。具体实现步骤如下：

(1)将激光器和双通道功率计搭建如图1所示的测试光路，测试多模光纤模耦合器“3”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₃₂，单位为％；

(2)将激光器和双通道功率计搭建如图2所示的测试光路，测试多模光纤模耦合器“4”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₄₂，单位为％；

(3)将激光器和双通道功率计搭建如图3所示的测试光路，测试多模光纤模耦合器“3”端、多模光纤模耦合器“4”端的分光比，记为S₃₄；

(4)将激光器、双通道功率计和多模光纤耦合器搭建如图4a所示的测试光路，并将多模光纤耦合器“3”端蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射；

(5)按照公式(1)计算出多模光纤耦合器“4”端的端面反射率R₀。

$R_0=\frac{P_2^{\′}}{P_4^{\′}\·L_{42}+P_2^{\′}}\mathrm{...}\left(1\right)$

式中：

R₀—多模光纤耦合器“4”端的端面反射率，单位为％；

P₂′表示在功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P₄′表示在功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(6)将激光器、双通道功率、多模光纤耦合器和多模光纤反射镜标准件搭建如图4b所示的测试光路，多模光纤反射镜标准件的光纤类型应与待测光纤反射镜的光纤类型一致；

(7)按照公式(2)计算多模光纤反射镜标准件的反射率R_标准件。

式中：

R_标准件—多模光纤反射镜标准件的反射率，单位％；

P₂表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P₄表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(8)将激光器、双通道功率计、多模光纤耦合器和多模光纤反射镜标准件搭建如图5所示的测试光路，在多模光纤耦合器“3”端先熔接一段与多模光纤反射镜光纤类型一样的多模光纤。此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P₂，“4”端的输出功率计为P₄；

(9)将多模光纤反射镜标准件更换为待测多模光纤反射镜，此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P_2测，“4”端的输出功率计为P_4测

(10)按照公式(3)计算待测多模光纤反射镜的反射率R，单位为％。

(11)对比P₄和P_4测的差值，实时监控测试光路的传光特性是否发生变化，若差值小于2％，则表明测试光路传光特性稳定，测试合格，继续对下一待测多模光纤反射镜进行测试；若差值大于等于2％，则返回步骤(8)，用多模光纤反射镜标准件重新校准测试光路。

Claims (2)

1.一种多模光纤反射镜反射率的测试方法，其特征在于步骤如下：

(1)将激光器与多模光纤耦合器的“3”端连接，光功率计与多模光纤耦合器的“2”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“3”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₃₂；

(2)将激光器与多模光纤耦合器的“4”端连接，光功率计与多模光纤耦合器的“2”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“4”端至多模光纤模耦合器“2”端的传光效率，记为L₄₂；

(3)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计与多模光纤耦合器的“3”端和“4”端连接，剩余端头蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射，测试多模光纤模耦合器“3”端、多模光纤模耦合器“4”端的分光比，记为S₃₄；

(4)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，剩并将多模光纤耦合器“3”端蘸入折射率匹配液中或斜切，以消除端面反射；

(5)按照公式(1)计算获得多模光纤耦合器“4”端的端面反射率R₀

$R_0=\frac{P_2^{\′}}{P_4^{\′}\·L_{42}+P_2^{\′}}...\left(1\right)$

式中：

P′₂表示在功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P′₄表示在功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(6)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，将多模光纤反射镜标准件与多模光纤耦合器的“3”端连接；

(7)按照公式(2)计算多模光纤反射镜标准件的反射率R_标准件

式中：

P₂表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH1内测试的多模光纤耦合器“2”端的输出光功率；

P₄表示对多模光纤反射镜标准件进行测试时功率计通道CH2内测试的多模光纤耦合器“4”端的输出光功率；

(8)将激光器与多模光纤耦合器的“1”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH1与多模光纤耦合器的“2”端连接，双通道光功率计的功率计通道CH2与多模光纤耦合器的“4”端连接，在多模光纤耦合器“3”端先熔接一段与多模光纤反射镜光纤类型一样的多模光纤，再将多模光纤反射镜标准件与该多模光纤熔接；此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P₂，多模光纤耦合器“4”端的输出功率计为P₄；

(9)将多模光纤反射镜标准件更换为待测多模光纤反射镜，此时多模光纤耦合器“2”端的输出功率计为P_2测，“4”端的输出功率计为P_4测；

(10)按照公式(3)计算得到待测多模光纤反射镜的反射率R

(11)对比P₄和P_4测的差值，实时监控测试光路的传光特性是否发生变化，若差值小于2％，则表明测试光路传光特性稳定，测试合格，继续对下一待测多模光纤反射镜进行测试；若差值大于等于2％，则返回步骤(8)，用多模光纤反射镜标准件重新校准测试光路。

2.根据权利要求1所述的一种多模光纤反射镜反射率的测试方法，其特征在于：所述步骤(6)中多模光纤反射镜标准件的光纤类型与待测多模光纤反射镜的光纤类型一致。