【正文】 光纖的表面應(yīng)保持清潔。探測器的分辨率應(yīng)與所要求的空間分辨率相匹配。光纖的中心位置與纖芯的中心位置之間的距離對應(yīng)于纖芯同心度誤差的標(biāo)稱觀測值。折射率剖面測量將被試光纖注入端浸在液體盒中。4. 試驗(yàn)結(jié)果測量結(jié)果報(bào)告中應(yīng)包括下列內(nèi)容：試驗(yàn)裝置、所用的掃描法說明、光纖識別號和測得的折射率分布圖。 機(jī)械法測徑試驗(yàn)裝置（頂視圖）(1) 平砧采用兩個(gè)平砧，一個(gè)固定，一個(gè)可以移動(dòng)的精密平臺(tái)上的平砧安裝在精密控制器上或者可以自由移動(dòng)。將試樣置于兩平砧之間的支架上。4. 試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告中應(yīng)包括：試驗(yàn)名稱、試樣識別號、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及由多次測量的試樣平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)偏差。應(yīng)記錄波長和譜寬。(4) 計(jì)算光纖長度可通過下述兩公式計(jì)算求得：① 傳輸脈沖法 ()② 反射脈沖法 ()式中：L —光纖長度(m) △t—傳輸或反射時(shí)間(ns)；N —真空中平均群折射率；C —真空中的光速。采用A法時(shí)，差分時(shí)延△t由下式得到： () ()式中：△θ—相移(176。② 差分脈沖時(shí)延法 差分脈沖時(shí)延法采用適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)裝置，該裝置應(yīng)能測量光纖中信號的傳輸時(shí)間，例如一臺(tái)脈沖/菲涅爾光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）。3. 試驗(yàn)程序(1) 校準(zhǔn)將參考光纖連接到光學(xué)試驗(yàn)裝置中，在已知足夠線性的光纖伸長量范圍內(nèi)，逐漸增加光纖伸長量以確定ν值。4. 試驗(yàn)結(jié)果測量結(jié)果應(yīng)包括的內(nèi)容：試驗(yàn)名稱、試樣識別號、試驗(yàn)數(shù)據(jù)[在讀取每一相移讀數(shù)（脈沖時(shí)延數(shù)、長度讀數(shù)）時(shí)施加的負(fù)荷值及計(jì)算出的應(yīng)變值]。彼此互相平行和共面。(5) 平整度光纖帶的平整度是正最大光纖垂直位置偏差與負(fù)最大光纖垂直位置偏差絕對值之和，用p表示。如需要，待固化后再研磨和拋光端面，將試樣放在測量裝置中，使端面與光程垂直。 光纖帶的最大尺寸參數(shù)帶中光纖數(shù)n寬度w(μm)厚度t(μm)相鄰光纖水平間距d(μm)兩側(cè)光纖水平間距b(μm)平整度p(μm)246810127001230177023002850340040040040040040040028028028030030030028083513851920245029803535505050第三節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)測量一、目視測量法1. 試驗(yàn)?zāi)康谋驹囼?yàn)的目的是用于型式試驗(yàn)時(shí)確定光纖帶的幾何尺寸，即寬度、厚度和光纖的排列。第二節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)定義一、定義，以滿足我們定義光纖帶尺寸參數(shù)和測量需要。第三章 光纖帶尺寸參數(shù)測量第一節(jié) 光纖帶結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)光纖帶由具有預(yù)涂覆層的光纖和UV固化粘結(jié)材料組成，通過粘結(jié)材料將光纖集成為一個(gè)組合的線性陣列。通常，建議在同類型光纖中隨機(jī)挑選試樣進(jìn)行校準(zhǔn)；但是只要同類型光纖，就不必要在每次測量光纖伸長量之前重復(fù)校準(zhǔn)。該分辨率包括光學(xué)試驗(yàn)裝置（調(diào)制頻率、脈沖寬度等）和試驗(yàn)附加裝置（試樣標(biāo)距長度、光纖/光纜端頭固定器、負(fù)荷測量裝置等）的分辨率。為防止加載時(shí)光纖（包括光纜中光纖）滑動(dòng)，應(yīng)適當(dāng)固定試樣端頭。測量波長、群折射率、試驗(yàn)裝置的延遲時(shí)間、傳輸和/或反射時(shí)間。兩脈沖之間的時(shí)間，或大于傳輸脈沖的傳輸時(shí)間（采用計(jì)數(shù)器時(shí)為△t），或大于反射脈沖的傳輸時(shí)間（采用后向散射裝置時(shí)為2△t）.應(yīng)記錄激光器波長和譜寬。這個(gè)方法也可以對已知長度的光纖進(jìn)行群折射率測定。試樣直徑就是L2L1。(2) 電子測微計(jì)系統(tǒng)用像雙通路邁克爾遜干涉儀這樣的電子測微計(jì)系統(tǒng)，它與后向反射鏡或平面鏡一起用于精確測量平臺(tái)的移動(dòng)，即可移動(dòng)平砧的移動(dòng)。四、機(jī)械法1. 測量原理機(jī)械法的測量原理是通過兩個(gè)平砧與受試光纖直徑方向上的兩個(gè)相對側(cè)面的機(jī)械接觸來測量光纖試樣的直徑。收集通過圓盤的全部折射光并聚焦到探測器光電二極管上。 測得的模場同心度誤差（MFCE）與旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系從液體盒中取出光纖對裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。3. 試驗(yàn)程序裝置校準(zhǔn)是通過掃描一段試樣長度來測量光學(xué)放大裝置的放大倍數(shù)。光學(xué)系統(tǒng)放大光纖中折射光的光強(qiáng)分布至掃描探測器探測平面。側(cè)視法的測量原理是通過測量光纖中折射光的光強(qiáng)分布來確定光纖的尺寸參數(shù)：芯同心度誤差、包層直徑和包層不圓度。聚焦的激光光斑掃描整個(gè)光纖端面，直接獲得光纖折射率的兩維分布圖。測量期間，光錐角隨入射點(diǎn)處光纖折射率的不同而變化（即通過圓盤功率的變化）。(3) 液體盒液體盒中折射率匹配液的折射率應(yīng)稍高于光纖包層折射率。應(yīng)注意，在633nm波長的測量可能給不出較長波長上的全部信息，特別是不均勻的光纖摻雜可能影響這種修正。用一數(shù)值孔徑比光纖最大理論數(shù)值孔徑大得多的透鏡系統(tǒng)將擴(kuò)展了的HeNe激光束會(huì)聚為一小光斑（約為1μm），注入到光纖端面上。特性曲線、試驗(yàn)裝置。近場圖像邊界的判定層次如下:纖芯圖像邊界：這一層次選在最大近場光強(qiáng)的5％～50％處。(7) 視頻圖像顯示器視頻圖像顯示器用來顯示探測的圖像、顯示器屏幕上的圖標(biāo)，例如十字游標(biāo)，有助于操作人員將試樣圖像定位在中心。(4) 試樣試樣為一短段要測量的光纖。近場圖像法的測量原理是，光纖輸出端面上的近場傳導(dǎo)模的光功率分布與光纖的折射率分布相似。(9) 緩沖層直徑 緩沖層直徑是緩沖層外邊界最佳擬合圓的直徑。(4) 包層直徑偏差包層直徑的實(shí)際值與標(biāo)稱值之差。尺寸參數(shù)除了對光纖的光傳輸、機(jī)械等性能有影響外，它們還對光纖的連接損耗的大小起著至關(guān)重要的作用?！半p向”測量方法消除了接頭兩邊光纖的后向散射性能差別所帶來的接頭損耗測量誤差：設(shè)發(fā)射光纖的散射系數(shù)是ST，則接頭點(diǎn)前發(fā)射光纖的后向散射光功率電平P′T正比于ST，即P′T∝ST；而接點(diǎn)后的接收光纖的散射光功率電平為P′R∝SRTRTTTR。這種測量方法原理上是適合于光纖接頭損耗測量，但實(shí)施過程中還有點(diǎn)問題。光纖接頭損耗的測量方法有多種，最基本的有剪斷法，最標(biāo)準(zhǔn)的是臨時(shí)接點(diǎn)法，最常用的是后向散射法（光時(shí)域反射儀法）。當(dāng)光纖熔接好以后，先經(jīng)過一定應(yīng)力的張力篩選，篩選通過以后再進(jìn)行套封增強(qiáng)。該管的內(nèi)管是EVA熱熔軟塑料，可以填充裸光纖部位的空隙并起緩沖作用，外管是熱收縮塑料管（輻照聚乙烯材料）內(nèi)、外管之間有一根直的鋼針。圖118 偏心量大的光纖熔接情況所以，在熔接偏心量大的光纖時(shí)，應(yīng)選用較短的熔接時(shí)間。表11 光纖熔接參數(shù)光纖類型熔接參數(shù)偏心量≤1μm的單模光纖多模漸變光纖偏心量＞μm的單模光纖電極距離端面間距20μm10μm光纖推進(jìn)速度160μm/s50μm/s光纖推進(jìn)量20μm10μm預(yù)熱時(shí)間熔融時(shí)間3s1s光纖的熔接在放電過程中完成。l 放電。注意用壓板夾持光纖時(shí)，應(yīng)壓在光纖的未去除涂層的部分，不要夾在裸光纖上，以免光纖表面受到損傷或者甚至夾斷裸光纖。的光纖端面。圖114 光纖斷面情況我們了解了光纖切割的斷面形成過程，將有助于掌握手持光纖切割端面的方法。否則在劃痕點(diǎn)的對面將形成唇邊。這種劃痕彎拉光纖的切割過程可用圖113來概括：(a)唇邊； (b)中間霧狀區(qū)右邊粗糙不平； (c)良好的端面圖112 光纖端面的質(zhì)量圖113 光纖端面切割過程在圖112中，已經(jīng)看到了切割光纖所得到的質(zhì)量，我們可以把光纖斷面分成三個(gè)區(qū)域，見圖114所示。當(dāng)然可以采用切割、研磨、拋光的方法來獲得平整的光纖端面，就像做光纖連接器那樣，但這種手段太繁雜，不能在要求快捷時(shí)使用。用脫脂棉或紗布輕輕揩抹就能方便地去除這類涂覆層；當(dāng)光纖的一次涂層材料是有機(jī)硅樹脂時(shí)，需把它放在濃硫酯中浸泡，直到把有機(jī)硅樹酯涂覆層全部溶解掉；如果光纖的一次涂覆層材料是環(huán)氧樹酯，那么就要用熱的（約200℃）強(qiáng)酸（如濃硫酸）來浸泡、去除。l 光纖護(hù)層的去除。2. 用光纖熔接機(jī)熔接光纖光纖熔接機(jī)的發(fā)展史，已經(jīng)經(jīng)歷了幾代商品過程，最早的光纖電弧熔接機(jī)，光纖的對中和熔接過程都是手動(dòng)操作的。但是使用激光束加熱的激光器輔助裝置較為龐大，花費(fèi)也大，所以使用得并不廣泛。V形槽的深淺和光纖外徑的一致性將保證可以獲得滿意的連接效果（）。實(shí)際光纖連接的光傳輸損耗是各種因素綜合影響的結(jié)果，可以在以后的實(shí)際操作中參照上述結(jié)論，分析體會(huì)影響光纖連接損耗的主要因素。端面質(zhì)量不理想，造成了光纖連接時(shí)光傳輸損耗增大，特別是在對接（不是熔接）時(shí)，影響更大。(五) 光纖參數(shù)的差別1. 多模光纖我們把連接的光纖一根稱為發(fā)射光纖，記為T；另一根稱為接收光纖，記為R。，對于常規(guī)多模漸變光纖(2a=50μm,△=1％)，；對于1300nm通信用單模光纖(2a=10μm,△=％)。這樣，在兩個(gè)光纖的端面上光傳輸時(shí)便會(huì)產(chǎn)生菲涅爾反射，引起光傳輸損耗。光纖的固定連接也有多種形式，光纖連接過程中的光纖處理、端面制備等方法是光纖測量的基本技能，我們專門用一節(jié)來介紹這些技術(shù)。譬如，在光纖的某些特性檢測系統(tǒng)中，為了提高光耦合的重復(fù)性，或者在某些特殊場合中，光纖出射端面不得不遠(yuǎn)離光檢測器時(shí)，常常使用透鏡來進(jìn)行光耦合。如APD的光敏面直徑一般有100～300μm，PIN的接收面直徑可大于500μm，甚至大達(dá)φ10mm。用直徑約100μm的球透鏡可以改善面發(fā)光二極管的發(fā)射光束的方向性，使其半功率點(diǎn)發(fā)散角降至40176。一般采用直徑為6mm的凸透鏡，其焦距f為4～15mm（用于光纖與激光器之間耦合，可使用焦距長些的透鏡）。第三種方法是通過一段錐形光纖來耦合。其中最簡單的方法是將光纖端面熔融成一個(gè)半球形狀，它能起短焦距透鏡的作用，改變光纖的等效接收角。估計(jì)光纖與半導(dǎo)體激光器直接耦合時(shí)的最高耦合效率約20％，換言之，光纖與半導(dǎo)體激光器直接耦合時(shí)，光耦合損耗約7dB（耦合損耗）。(二) 光纖與光源耦合1. 直接耦合直接將光纖靠近光源，由光纖接收光源發(fā)出的光。所以半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束的強(qiáng)度分布在空間上是不對稱的，它所發(fā)射的光的遠(yuǎn)場圖形是一種細(xì)長的橢圓形（遠(yuǎn)場概念在第二章中敘述）。為此，先了解一下光源的特性。光纖光纜測試講義作者：日期：光纖光纜測試講義湖北凱樂新材料科技股份有限公司二OO二年六月目 錄第一章 光纖連接……………………………………………………………………4第一節(jié) 光耦合…………………………………………………………………4一、光纖與光源耦合………………………………………………………4二、光纖與光接收器的耦合………………………………………………8第二節(jié) 光纖連接………………………………………………………………9一、光纖連接方法…………………………………………………………9二、光纖連接損耗的初步分析……………………………………………9三、光纖的熔接……………………………………………………………13第二章 光纖尺寸參數(shù)測量……………………………………………………… 23第一節(jié) 光纖尺寸參數(shù)定義………………………………………………… 23一、 作用………………………………………………………………… 23二、 定義………………………………………………………………… 23第二節(jié) 光纖幾何尺寸參數(shù)測量方法……………………………………… 25一、 近場圖像法………………………………………………………… 25二、 折射近場法………………………………………………………… 27三、 側(cè)視法……………………………………………………………… 30四、 機(jī)械法……………………………………………………………… 32五、 傳輸或反射脈沖延遲法…………………………………………… 33六、 光纖伸長量的測定………………………………………………… 35第三章 光纖帶尺寸參數(shù)測量…………………………………………………… 38第一節(jié) 光纖帶結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 38一、結(jié)構(gòu)………………………………………………………………… 38二、類型………………………………………………………………… 38第二節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)定義……………………………………………… 39一、定義………………………………………………………………… 39二、尺寸要求…………………………………………………………… 39第三節(jié) 光纖帶尺寸參數(shù)測量 …………………………………………… 40一、目視測量法………………………………………………………… 40二、孔徑規(guī)法…………………………………………………………… 41第四章 光纖傳輸特性和光學(xué)特性……………………………………………… 42第一節(jié) 光纖傳輸特性和光學(xué)特性測試目的……………………………… 42第二節(jié) 性能測量………………………………………………………… 42一、衰減………………………………………………………………… 42二、色散………………………………………………………………… 55三、偏振模色散………………………………………………………… 65四、截止波長…………………………………………………………… 77五、模場直徑……………………………………………………………