五、实验步骤 1、按照下图所示连接好测试装置。 光功率计 激光器 光可变衰减器 图41光放大器的性能测试 2、将可调谐激光器的输出波长设定在1550nm,调整光放大器输入口a点的输入 功率为光放大器的标称输入功率的最小值。 3、记录此时光放大器输出端口b点的输出功率。b点和a点的功率电平（用dB 表示)的差值就是该放大器的小信号增益。 4、保持可调谐激光器的输出功率波长不变，调整光可变衰减器，使光放大器输 入口a点的功率为光放大器的标称输入功率的最大值。 5、记录此时光放大器输出端口b点的输出功率，并且计算出相应的增益。 6、在光放大器的光功率输入范围内等间隔取4~5个点，测得相应的输出功率， 并计算出相应的增益。 7、根据以上的测试结果，可以得出输入功率与增益的关系曲线。 六、实验报告 1根据实验记录数据，画出相应的输入光功率和输出光功率的关系曲线，分析 该增益曲线的意义。 七、注意事项 1由于光源、光功率计等光器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用 力过大。 2.不可带电拔插光器件。 八、思考题 1.性能良好的光放大器应当具有什么样的增益曲线？增益曲线特性变差对通信 有什么影响？ 2.随着输入信号的增加，放大器的输出如何变化，增益如何变化，为什么？ 14
14 五、实验步骤 1、按照下图所示连接好测试装置。 2、将可调谐激光器的输出波长设定在 1550nm，调整光放大器输入口 a 点的输入 功率为光放大器的标称输入功率的最小值。 3、记录此时光放大器输出端口 b 点的输出功率。b 点和 a 点的功率电平（用 dB 表示）的差值就是该放大器的小信号增益。 4、保持可调谐激光器的输出功率波长不变，调整光可变衰减器，使光放大器输 入口 a 点的功率为光放大器的标称输入功率的最大值。 5、记录此时光放大器输出端口 b 点的输出功率，并且计算出相应的增益。 6、在光放大器的光功率输入范围内等间隔取 4～5 个点，测得相应的输出功率， 并计算出相应的增益。 7、根据以上的测试结果，可以得出输入功率与增益的关系曲线。 六、实验报告 1.根据实验记录数据，画出相应的输入光功率和输出光功率的关系曲线，分析 该增益曲线的意义。 七、注意事项 1.由于光源、光功率计等光器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用 力过大。 2.不可带电拔插光器件。 八、 思考题 1.性能良好的光放大器应当具有什么样的增益曲线？增益曲线特性变差对通信 有什么影响？ 2.随着输入信号的增加,放大器的输出如何变化，增益如何变化，为什么？ 激光器 光可变衰减器 O 光功率计 图 4.1 光放大器的性能测试
实验五光耦合器特性测试实验 一、实验目的 1了解Y型分路器、星型耦合器的工作原理及对光纤通信系统的影响 2掌握使用方法及主要特性参数的测试方法 二、实验仪器 光源 一台 功率计 一台 跳线若干 星型耦合器Y型分路器 三、实验原理 光通信系统的构成，除需要光源和光检测器之外，还需要一些不用电源的 光通路元、部件。我们把它们统称为无源器件，它们是光纤传输系统的重要组 成部分。光无源器件包括活动连接器、Y型分路器、星型耦合器、波分复用器 等。这些无源器件用于光通信系统时对传输光会产生损耗，所以在应用时要对 它们的各项指标进行测试。下面介绍Y型分路器的测试原理。 Y型 功常计 光 分路器 +功率计 图5.1分光比测试原理图1 分别测出Y型分路器两条支路的功率P1、P2,分光比为P/P。 光源 →功计 光源 功率计 祸合器 光源 功率计 图52分光比测试原理图2 分别测出星型耦合器各条支路的功率P1、P2Pa,分光比为P/P2./Pa
15 实验五 光耦合器特性测试实验 一、实验目的 1 了解 Y 型分路器、星型耦合器的工作原理及对光纤通信系统的影响 2 掌握使用方法及主要特性参数的测试方法 二、实验仪器 光源 一台 功率计 一台 跳线 若干 星型耦合器 Y 型分路器 三、实验原理 光通信系统的构成，除需要光源和光检测器之外，还需要一些不用电源的 光通路元、部件。我们把它们统称为无源器件，它们是光纤传输系统的重要组 成部分。光无源器件包括活动连接器、Y 型分路器、星型耦合器、波分复用器 等。这些无源器件用于光通信系统时对传输光会产生损耗，所以在应用时要对 它们的各项指标进行测试。下面介绍 Y 型分路器的测试原理。 分别测出 Y 型分路器两条支路的功率 P1、P2，分光比为 P1/ P2。 分别测出星型耦合器各条支路的功率 P1、P2.Pn，分光比为 P1/ P2./ Pn。 光源 Y 型 分路器 功率计 功率计 图 5.1 分光比测试原理图 1 星 型 耦合器 光源 功率计 功率计 图 5.2 分光比测试原理图 2 光源 光源 功率计
四、实验内容 】测量Y型分路器、星型耦合器的分光比 2测量器件的分光比随波长变化的特性 五、实验步骤 1使用1310m光源，如图5.1连接光路，然后测出相应支路功率并计算Y型 分路器的分光比：，如图52连接光路，然后测出相应支路功率并计算星型耦合 器的分光比。 2使用1550m光原，如图51连接光路，然后测出相应支路功率并计算Y型 分路器的分光比：，如图5.2连接光路，然后测出相应支路功率并计算星型耦合 器的分光比。 3比较不同工作波长下器件的特性差异。 六、注意事项 1不可直视光源输出口及光纤端面，避免损伤眼晴 2光源、光跳线、Y型分路器、光功率计等光学器件的插头属易损件，应轻 拿轻放，使用时切忌用力过大 七、实验报告 记录各实验数据，根据实验结果算出Y型分路器、星型耦合器的分光比 八、思考题 1分析插入损耗产生的原因。 2当Y型分路器的分光比为1：4时，设计测试活动连接器回波损耗的实验， 并推导出计算公式。 3能否实现一个均分的1分4的插入损耗小于6B的分路器，为什么？ 16
16 四、实验内容 1 测量 Y 型分路器、星型耦合器的分光比 2 测量器件的分光比随波长变化的特性 五、实验步骤 1 使用 1310nm 光源，如图 5.1 连接光路，然后测出相应支路功率并计算 Y 型 分路器的分光比；，如图 5.2 连接光路，然后测出相应支路功率并计算星型耦合 器的分光比。 2 使用 1550nm 光源，如图 5.1 连接光路，然后测出相应支路功率并计算 Y 型 分路器的分光比；，如图 5.2 连接光路，然后测出相应支路功率并计算星型耦合 器的分光比。 3 比较不同工作波长下器件的特性差异。 六、注意事项 1 不可直视光源输出口及光纤端面，避免损伤眼睛 2 光源、光跳线、Y 型分路器、光功率计等光学器件的插头属易损件，应轻 拿轻放，使用时切忌用力过大 七、实验报告 记录各实验数据，根据实验结果算出 Y 型分路器、星型耦合器的分光比 八、思考题 1 分析插入损耗产生的原因。 2 当 Y 型分路器的分光比为 1:4 时，设计测试活动连接器回波损耗的实验， 并推导出计算公式。 3 能否实现一个均分的1分4 的插入损耗小于 6dB 的分路器，为什么？
实验六波分复用器特性测试实验 一、实验目的 1了解波分复用器和光分插复用器(OADM)的原理，熟悉波分复用器和OADM 的使用方法 2掌握波分复用器和OADM插入损耗、隔离度和光串扰的测试 二、实验仪器 1310光源一台1550光源一台 光功率计一台跳线若干 波分复用器件和OADM 三、实验原理 波分复用技术是在一根光纤中传输多个波长信号从而提高传输容量的一种 类似与电通信中频分复用的技术。波分复用器是波分复用光通信系统的核心光 学器件，波分复用器件包含光分波器和光合波器，它的作用是将多个波长不 的信号光融入一根光纤或者将融合在一根光纤中的多个波长不一的信号光分 路。从原理上看，光分波器和光合波器是相同的。由光的互易性原理，只要将 光分波器的输出端和输入端反过来就是光合波器。波分复用/解复用器主要有光 栅型、干涉滤波片型、阵列光波导型和熔锥型四种基本形式。下面主要说明光 栅型和熔锥型波分复用器的原理。 光栅是指具有周期性透射或反射结构的器件。当不同频率的光照射到光栅 上时，由于衍射效应，其透射或反射光将以不同的空间角度传播。利用光栅的 衍射现象，就可将不同频率的光在空间进行合波或分波，实现波分复用。光橘 的种类很多，在光纤通信中，为减小器件的插入损耗，需采用闪耀光栅。 擦潍型波分复用器件利用消浙被思合原理讲行分波或合波，即通讨熔拉两 根单模光纤使两根光纤的纤芯相互充分靠近，两个基模通过消逝波变为耦合模， 因而光功率可互易地由一根光纤转移到另一根光纤。功率转移的大小与输入的 两光波长和光纤的纤芯间距以及相互作用长度有关。可以通过调节纤芯距和 合长度来实现合波与分波。它的优点是制作容易，使用方便，缺点是复用的两 波长差较大，不适合于密度波分复用。光波分复用器件的性能指标主要有波长 17
17 实验六 波分复用器特性测试实验 一、实验目的 1 了解波分复用器和光分插复用器（OADM）的原理，熟悉波分复用器和 OADM 的使用方法 2 掌握波分复用器和 OADM 插入损耗、隔离度和光串扰的测试 二、实验仪器 1310 光源 一台 1550 光源 一台 光功率计 一台 跳线 若干 波分复用器件和 OADM 三、实验原理 波分复用技术是在一根光纤中传输多个波长信号从而提高传输容量的一种 类似与电通信中频分复用的技术。波分复用器是波分复用光通信系统的核心光 学器件，波分复用器件包含光分波器和光合波器，它的作用是将多个波长不一 的信号光融入一根光纤或者将融合在一根光纤中的多个波长不一的信号光分 路。从原理上看，光分波器和光合波器是相同的。由光的互易性原理，只要将 光分波器的输出端和输入端反过来就是光合波器。波分复用/解复用器主要有光 栅型、干涉滤波片型、阵列光波导型和熔锥型四种基本形式。下面主要说明光 栅型和熔锥型波分复用器的原理。 光栅是指具有周期性透射或反射结构的器件。当不同频率的光照射到光栅 上时，由于衍射效应，其透射或反射光将以不同的空间角度传播。利用光栅的 衍射现象，就可将不同频率的光在空间进行合波或分波，实现波分复用。光栅 的种类很多，在光纤通信中，为减小器件的插入损耗，需采用闪耀光栅。 熔锥型波分复用器件利用消逝波耦合原理进行分波或合波，即通过熔拉两 根单模光纤使两根光纤的纤芯相互充分靠近，两个基模通过消逝波变为耦合模， 因而光功率可互易地由一根光纤转移到另一根光纤。功率转移的大小与输入的 两光波长和光纤的纤芯间距以及相互作用长度有关。可以通过调节纤芯距和耦 合长度来实现合波与分波。它的优点是制作容易，使用方便，缺点是复用的两 波长差较大，不适合于密度波分复用。光波分复用器件的性能指标主要有波长
隔离度和插入损耗。插入损耗与其它无源器件一样指系统引入波分复用器件后 产生的附加损耗。目前国产融锥型器件的插入损耗可以做到1B以下。波长隔 离度或叫信道隔离度是指某一信道的信号光耦合到另一个信道的大小，其定义 为各信道最大的串扰系数，对于单工系统，远端串扰系数定义为： PP)WDM Pi+N:() :(s)NiL) P WDM Ni(+P:() P) P(2)+NAa) 图6.1远端隔离度定义 图62近端隔离度定义 4a -10e 4a=io装) (6.1) 近端串扰系数定义为： iof长) (6.2) 在以上定义中，P()、P(2)分别为两个信道的输入光功率，P'()、P2(2) 分别为两个信道的输出光功率，N11、M(2)分别为两信道的输出端的串扰 光功率，N1()、N(2)分别为两个信道的输入端串扰光功率。这些参数分别标 注在图6.1和图6.2中。目前国产器件的波长隔离度可以做到40B以上。 光分插复用器(OADM)又称上下话路复用器，可以很方便的实现在其他 波长信道信号不变的前提下，在波分复用网络的节点上直接提取或添加一个或 几个波长信道的信号，避免将所有波长信号全部分解开来进而再复接在一起。 1,2,.2.2m OADM 12,2.1n 入：1； 图6.3OADM的功能示意图 四、实验内容 1测量未知波分复用器的输出端的波长 2测量波分复用器的串扰 3验证OADM的功能 4测量未知OADM的输出端的波长 18
18 隔离度和插入损耗。插入损耗与其它无源器件一样指系统引入波分复用器件后 产生的附加损耗。目前国产融锥型器件的插入损耗可以做到 1dB 以下。波长隔 离度或叫信道隔离度是指某一信道的信号光耦合到另一个信道的大小，其定义 为各信道最大的串扰系数，对于单工系统，远端串扰系数定义为： ' 1 ' 1 ' 2 2 ' 2 1 10lg , 10lg N P A N P Af f (6.1) 近端串扰系数定义为： 1 1 2 2 2 1 10lg , 10lg N P A N P An n (6.2) 在以上定义中，P1(1)、P2(2)分别为两个信道的输入光功率，P1′(1)、P2′(2) 分别为两个信道的输出光功率，N1′(1)、N2′(2)分别为两信道的输出端的串扰 光功率，N1(1)、N2(2)分别为两个信道的输入端串扰光功率。这些参数分别标 注在图 6.1 和图 6.2 中。目前国产器件的波长隔离度可以做到 40dB 以上。 光分插复用器（OADM）又称上下话路复用器，可以很方便的实现在其他 波长信道信号不变的前提下，在波分复用网络的节点上直接提取或添加一个或 几个波长信道的信号，避免将所有波长信号全部分解开来进而再复接在一起。 四、实验内容 1 测量未知波分复用器的输出端的波长 2 测量波分复用器的串扰 3 验证 OADM 的功能 4 测量未知 OADM 的输出端的波长 .i.n .i.n OADM i i 图 6.3 OADM 的功能示意图 WDM P1(1)+P2(2) P1′(1)+N2′(2) N1′(1)+P2′(2) 图 6.1 远端隔离度定义 WDM P1(1) P2′(2)+N1(1) P1′(1)+N2(2) 图 6.2 近端隔离度定义 P2(2)