Для подачи оптической мощности от источника на фотоприемник или на вход исследуемого оптического разветвителя используется измерительный оптический кабель на основе многомодового оптического волокна, оконцованный наконечниками оптического соединителя. Тип оптического волокна измерительного кабеля должен соответствовать типу волокна контролируемого образца разветвителя. В частности, в настоящей работе используется разветвитель на основе многомодового кварцевого волокна с диаметром сердцевины 100 мкм, диаметром светоотражающей оболочки 140 мкм и числовой апертурой NA = 0,2.

Принцип измерения коэффициента передачи между оптическими полюсами разветвителя на вышеописанном стенде заключается в следующем. Оптическое излучение с некоторым значением эффективной мощности Ро направляется с выхода измерительного кабеля на фотоприемник. При этом регистрируется эффективное значение напряжения импульсного сигнала на сопротивлении нагрузки Uo. Далее, измерительный кабель отсоединяется от фотоприемника и соединяется с одним из входных полюсов с номером i оптического разветвителя. Оптическое излучение с одного из выходных полюсов с номером j оптического разветвителя подается на фотоприемник и регистрируется эффективное значение напряжения импульсного сигнала на сопротивлении нагрузки Uij.

Отношение Uij/Uo будет представлять собой коэффициент передачи Kij между оптическими полюсами разветвителя, поскольку в соответствии с выражением (1)

,

где S – чувствительность фотоприемника, А/Вт.

4. Указания по выполнению работы

1. Ознакомиться со схемой стенда и изучить взаимодействие основных его устройств.

2. Включить стенд и снять осциллограмму формы импульсов на выходе фотоприемного устройства при подаче на него оптических импульсов от измерительного кабеля.

3 Произвести измерения коэффициентов передачи между полюсами ОР.

3.1. Собрать измерительную схему, согласно рис. 3.

3.2. Произвести измерение напряжения U₀ пропорцио­нального мощности оптического излучения сигнала на выходе измери­тельного кабеля.

3.3. Включить в измерительную цепь контролируемый опти­ческий разветвитель, согласно рис. 3.

3.4. Произвести измерения напряжений U_ij пропорцио­нальных мощности оптического излучения сигнала на j-ом выходе при возбуждении i-го оптического полюса.

3.5. Вычислить значение коэффициента передачи между опти­ческими полюсами по формулам (6) и (2).

3.6. Повторить операции по п.п. 3.4, 3.5 для остальных выход­ных полюсов при подключенном i-ом входном полюсе.

1. Повторить операции по п.п. 3.4, 3.5 для остальных вход­ных полюсов.

2. Представить измеренные значения в виде матрицы NN.

4. Определить неравномерность коэффициента передачи между полюсами по формуле (3).

5. Определить вносимые потери по формуле (4).

5. Содержание отчета

1. Функциональная схема стенда.

2. Схемы подключений измерительного кабеля и выходных полюсов оптического разветвителя на различ­ных этапах измерений.

3. Осциллограмма сигнала на выходе измерительного кабеля.

4. Матрица измеренных значений коэффициентов передачи.

5. Результаты расчета вносимых потерь и неравномерности коэф­фициентов передачи между оптическими полюсами разветвителя.

6. Оценка точности измерений.

7. Ответы на контрольные вопросы (устно).

1. Контрольные вопросы

1. Что такое оптический разветвитель и для чего он исполь­зуется?

2. Какие типы разветвителей Вы знаете?

3. Чем отличаются одномодовые и многомодовые развет­вители?

4. Какие основные технические характеристики разветвителей Вы знаете?

5. Что такое коэффициент передачи разветвителя, в каких едини­цах он измеряется?

6. Что такое матрица передачи?

7. Что такое вносимые потери и неравномерность коэф­фициента передачи разветвителя?

8. Какие технологии используются для изготовления развет­вителей?

9. Какие приборы необходимы для измерения оптических характе­ристик разветвителя?

10. Как уменьшить потери в разветвителе?

11. Как уменьшить неравномерность деления по каналам?

12. В каких единицах измеряются потери в разветвителе?

13. Почему важно определять неравномерность коэф­фициента передачи разветвителя?

14. Почему важно определять потери в разветвителе?

24