光功率计简介分析.pdf

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1、 附录二光功率计简介 光通信离不开光功率这个重要参数。发送机输出光功率，接收机接收光功率。接收机 灵敏度和动态范围的测量，实际上也是在满足一定误码率条件下测量，能接收的最小光功 率和最大光功率，光纤衰耗、接头衰耗的测量，实际上也是测量光纤两端的光功率。而光 功率计就是测量光功率的仪表。 测量光功率有热学法和光电法。热学法在波长特性、测量精度等方面较好，但响应速 度慢， 灵敏度低， 设备体积大。 光电法有较快的响应速度、良好的线性特性而且灵敏度高， 测量范围大但其波长特性和测量精度方面不如热学法。因此，根据热学法制成的光功率计 一般均作为标准光功率计，例如日本安藤公司生产的AQ-1112B 型，

2、它的传感器采用热电 堆，测量精度高，可达2%以内，但灵敏度较低，只能测量10uW（-20dBm）以上的光功 率，因此光通信测量中一般很少采用此类光功率计。 光通信中的光功率较很弱，范围大约从nW 级到 mW 级。本节重点介绍光通信测量中 普遍采用的用光电法制作的光功率计，一股有通用型号和高灵敏度型。其中高灵敏度型光 功率计利用斩波器（通常和功率计的传感器装在一起）将被测光信号调制成一定频率的交 流信号，以利于放大器放大，改善信噪比，可使灵敏度比通用型提高2030dBm，例如日 本安藤公司生产的AQ-1135E 光功率计，灵敏度可达-90dBm。 光电法就是用光电检测器检测光功率，实质上是测量光

3、电检测器在受光辐射后产生的 微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导 体光电传感器与电子电路组成的放大、数据处理单元的组合。 电子电路部分一般称为主机，半导体光电传感器称为探头，基本原是方框图如附图2-1 所示。光功率计的主要技术指标有： 一、波长范围： 主要由探头的特性所决定，由于不同半导体材料制成的光电二极管对不同波长的光强 响应度不同，所以一种探头只能在某一波长范围内适用，而且每种探头都是在其中心响应 波长上校准的，为了覆盖较大的波长范围，一台主机往往配备几个不同波长范围的探头。 二、光功率计测量范围： 主要由探头的灵敏度和主机的动态范围所决定。使用

4、不同的探头有不同的光功率测量 范围。为了从强背景噪声中提取很弱的信号，以提高灵敏度，主机都设有平均处理功能， 为了消除暗电流的影响，主机还高有自动偏差校准，辞去设置传感器暗电流到0。 附图 2-1 光电型光功率计原理方框图 三、使用光功率计的请注意事项： 1、选择与待测光源相匹配的波长范围的探头。 2、如果待测光由活动连接器输出，应将活动连接器端面清洗干净，如果是裸光纤，应制 作一个平整的垂直于轴线的端面，垂直对准传感器镜面，或者配用相应的纤维附加器（又 称裸光纤适配器）和连接器附加器，光纤插入适配器并处理好端面后，即可直接和装有活 动连接器的探头相耦合。选购光功率计时，应根据需要选购探头连接

5、器的型号，以便和待 测设备的活动连接器适配。目前常用的光纤活动连接器的型号有FC 型，SC 型、 LC 型等。 在此，以中美合资上海嘉慧光电子技术有限公司生产的JW3203 型光功率计为例做使 用说明。 1概述 JW3203手持式光功率计可用于800-1600nm 波长范围以内以nw,uw,mw,dB,dBm 为单位 的光功率测量，显示分辨率高。设有850nm 、 980nm 、 1310nm 、1550nm 四个波长校准点。 可线性或非线性显示光功率，既可用于光功率的直接测量，也可用于光链路损耗的相对测 量。该仪器具有体积小，重量轻，便于携带和低功耗的特点，大LCD显示屏，使测量工作 更加方

6、便快捷。是有线电视系统，光纤通信等领域施工及维修的必不可少的仪器设备。 JW3203手持式光功率计规格型号： JW3203AR-校准波长： 850nm 、980nm 、1310nm 、1550nm 测量范围： -70 +3dBm 测量灵敏度：0.001nW JW3203BR-校准波长： 850nm 、980nm 、1310nm 、1550nm 测量范围： -60 +10dBm 测量灵敏度：0.01nw JW3203CR-校准波长： 850nm 、980nm 、1310nm 、1550nm 测量范围： -30 +20dBm 测量灵敏度：0.1nw JW3203DR-校准波长： 850nm 、98

7、0nm 、1310nm 、1550nm 测量范围： -30 +28dBm 测量灵敏度：0.1nw 2. 技术指标 规格型号JW3203AR JW3203BR JW3203CR JW3203DR 波长范围 （nm ） *1 8001600 光敏材料InGaAs 功率测量范围 （dBm ） *2 -70+3 -60+10 -30+20 -30+28 灵敏度 （nW ） *3 0.001 0.01 0.1 0.1 不确定度 *4 5% 显示分辨率线性显示： 0.1%; 对数显示： 0.01dBm 工作温度 （）0+40 存储温度 （）-10+60 自动关机时间 （min） 10 电池持续工作 时间（

8、 h） 28 电源9V 充电电池 重量（ g）250 外形尺寸 （mm ）150X74X25 此外，嘉慧还可以提供带干电池手持式光功率计，其技术指标与上述型号相同，为 JW3203A 、JW3203B 、JW3203C 、JW3203D 。 说明： 1 波长范围： 规定一个标准的工作波长的范围从 min 至max ，在此波长范围内设计 的光功率计能在规定的指标下工作。 2 功率测量范围：能按规定的指标测量最大光功率的范围。 3 灵敏度：在规定的波长、功率范围内，能稳定显示的最小功率值。 4 不确定度：对某一确定的光功率的测试结果与标准光功率测试结果之间的误差。 3组成 i.JW3203手持式光

9、功率计 1只 ii.操作说明书 1本 iii.护套 1只 iv.9V碱性电池（可充电） 1节 v.电源适配器 1只 4功能说明 4.1 面板简图 JW3203手持式光功率计控制面板图 4.2 功能说明 （1）LCD显示屏 LCD显 示 所 测 得 的 光 功 率 值 ， 以dB,dBm,mW,uW,nW的 形 式 显 示 ； 及 设 定 的 波 长 850nm,980nm,1310nm,1550nm. （2）ON/OFF键 按 ON/OFF键，就可以启动JW3203 ，当启动超过10 分钟后，而没有任何键盘被操作，即 会关机；在开机状态下，按下该键，即可关机。 （3）W/dBm键 在设定波长下

10、，进行光功率值的绝对测量，并可通过该键进行线性和非线性单位的切换。 （4）ZERO 键 按动该键，进行光功率计的自调零，LCD上会自动显示“NULL ”值。 （5）HOLD 键 按动此键，就可以锁定当前的测量值，并锁定其他按键，再次按HOLD 键，解除锁定功能。 （6）dB键 在设定波长下，进行光功率的相对测量。 （7）键 波长选择键，按压该键，可以选择不同的波长，有850nm,980nm,1310nm,1550nm 四种 波长供选择，该值也将在LCD上显示。 5使用说明 5.1 开机 /关机 1按住表面板上的ON/OFF键， LCD显示，开机完毕。 2. 下按仪表面板上的ON/OFF键后，

11、LCD无显示，光功率计关闭。 5.2 绝对光功率测量 1打开光功率计。 2设定测量波长。通过 键选择测量波长。缺省设置为1310nm。 3如果当前显示测量单位为dB （即在相对测量模式下），按动 W/dBm键，退出相对测量 模式，回到绝对测量模式，当前显示单位为dBm 。 4接入被测光，屏幕显示为当前测量值。 5按动 W/dBm 键，执行线性 / 非线性值的转换测量；使显示单位在W和 dBm之间切换。 5.3 相对光功率测量 1设定测量波长。 2. 在绝对光功率测量模式下，接入测量光，测得当前功率值。3. 按动dB 键，当前光功 率值成为当前参考值，此时显示单位为dB。 4接入另一测量光，显示

12、当前测量光的相对光功率值。 5.4 调零 开启光功率计后，按动ZERO键，光功率计开始调零。调零过程需要大约10 秒钟。 附录： 光纤损耗测量 第一步设定基准（参考）值 - 打开 JW3203光功率计，通过键来选择正确的工作波长。 - 打开光源（发射源） ，选择正确的波长并使其稳定（本过程大约需要1-2 分钟） 。 - 选择一根用来连接光源的光纤跳线，我们称之为发射源跳线，清洁发射源跳线的连接 器。注意：发射源跳线所使用的光纤必须与被测光纤链路所使用的光纤相同。 - 用发射源跳线将光源（发射源）与JW3203光功率计相连。示意图如附图2-2 所示。 - 设定 JW3203至 dBm档，得到此时

13、测得的光功率值。 注意 : 此时测得的光功率值应该与光源（发射源）本身的设定值相近，如果有较大偏差， 请注意仔细清洁各个连接端面或者及时更换发射源跳线。 - 按 JW3203光功率计的dB键, 此时 JW3203的读数为 0.00 ， 并同时将所测的光功率值设 置成为基准（参考）值。 注意： JW3203归零后，小数点后的位数会有轻微变化，这是正常现象。 附图 2-2 第二步光纤链路损耗测量 - 保持发射源跳线与光源（发射源）的连接。 - 把光源（发射源）与JW3203分别和需要测量的光纤链路进行连接，示意图如附图1-3 所示。 注意：清洁所有的连接端面，包括所需的光纤适配器。 此时 JW32

14、03显示的读数就是被测光纤链路的损耗，单位为 dB. 例如：附图2-3 中显示的光纤链路损耗为20dB. 附图 2-3 5.5 特殊功能 JW3203手持式光功率计采用节电设计，在仪表闲置10 分钟后，将自动关机。再次使 用需重新开机。 6维护及保养 1经常保持传感器端面清洁，做到无脂、无污染，不使用不清洁、非标准适配器接 头，不要插入抛光面差的端面，否则会损坏传感器端面，使整个系统的表现大打折扣。 2尽可能坚持使用一种适配器。 3一旦光功率计不用时，立即盖上防尘帽，保护端面清洁，防止长期暴露在空气中 附着灰尘而产生测量误差。 4小心插拔光适配器接头，避免端口造成刮痕。 5定期性地清洁传感器表面。清洁传感器表面时，请使用镜头纸，加清洗液后沿圆 周方向轻轻插拭。 6. 若长期不用请取出电池，防止电池受潮而影响它的测量。 7常见故障 故障表现可能原因解决办法 LCD显示微弱电源不足 更换电池 /用可充电电池 继续充电 开机无显示电源不足 / 其它重新开机 / 更换电池 LCD显示数据保持不变 或变化微弱 光适配器接头故障或污 浊/ 显示被锁定 检测光适配器接头连接 是否正确； 清洁传感器端 面。/ 按 HOLD 键解除锁定 8更换电池 8.1 在使用过程中，如果发现电池电量不足，请立即关闭光功率计。 8.2 用专门配备的可充电电池连续充电2 小时以后，方可继续使用。