【正文】 已經(jīng)示出的那樣放置一塊分光板，就可用于雙光束監(jiān)控或監(jiān)控光纖的對中情況；當?shù)诙哥R換用不同焦距的透鏡時，又可改變從它出射的光斑的大小。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）。還有一種方法是通過凸透鏡進行光耦合，這是一種最常用的耦合方式。與正常光纖段的臨界接收角θc之間有近似關(guān)系： (13)公式(13)說明，錐形段光纖的前端接收數(shù)值孔徑擴大到了倍。錐形光纖的前端（細的那端）半徑為a1，光纖本身的半徑為an。第三種方法是通過一段錐形光纖來耦合。圖12 柱透鏡耦合從圖12中可以看出，自激光器發(fā)出的張角為θ的光，經(jīng)過柱透鏡的兩次折射以后，比較小的角度θ′射入光纖，實際上擴大了光纖的等效接收角。一種方法是用柱狀透鏡，將半導體激光器的垂直于Pn結(jié)方向上的光束進行壓縮，改變它在空間的細長橢圓形分布，使光斑接近圓形，以利于與圓形截面的光纖進行耦合。這種方法可使耦合效率達到60％。其中最簡單的方法是將光纖端面熔融成一個半球形狀，它能起短焦距透鏡的作用，改變光纖的等效接收角。通過改變光源的發(fā)光的方向性或者改變光纖的接收角，來提高光耦合效率。2. 透鏡耦合光纖與光源直接耦合，特別是與非相干光源耦合時，光耦合效率是低的。標稱多模光纖NA=(θc=176。估計光纖與半導體激光器直接耦合時的最高耦合效率約20％，換言之，光纖與半導體激光器直接耦合時，光耦合損耗約7dB（耦合損耗）。弱。說明通信用多模光纖的光接收孔徑約23176。這時由光纖本身的數(shù)值孔徑?jīng)Q定了光耦合的效率。(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。當發(fā)光面很小時，在空間的一點處面積為△S的小區(qū)域內(nèi)所得到的光功率△P是光源的亮度Le和其發(fā)光面積AE與面積元(△S)對光源所張立體角△Ω和該面積元位置的余弦cosθ之乘積：△P=LeAE這種光源在空間單位立體角內(nèi)所含的光功率分布遵循其法線夾角θ的余弦的m次方比例關(guān)系：Le(θ) ∝cosmθ，特例當m=1時，即Le(θ) ∝cosθ的光源就是朗伯光源。一般來說，LED是個均勻的面發(fā)光器件。所以半導體激光器發(fā)射的光束的強度分布在空間上是不對稱的，它所發(fā)射的光的遠場圖形是一種細長的橢圓形（遠場概念在第二章中敘述）。半導體激光器在其寬度方向上（即平行于Pn結(jié)的方向）光束比較集中，其發(fā)散角比較小，約5～6176?；鶛M模在垂直于光軸的平面內(nèi)光強度的分布是兩維高斯形狀。半導體激光器的發(fā)光強度在其諧振腔內(nèi)中的諧振腔外部的空間按一定的規(guī)律分布。為此，先了解一下光源的特性。它們大致可以分為兩大類，一類是相干光源，如各種激光器；另一類是非相干光源，如發(fā)光二極管、寬光譜光源（白熾燈）。而且光耦合和光纖連接技術(shù)是光纖通信系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)中一門非常基本和實用的技術(shù)。系統(tǒng)各部分之間的銜接就是光耦合或光纖連接問題。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特性……………………………………………… 42第一節(jié) 光纖傳輸特性和光學特性測試目的……………………………… 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…………………………………………………………… 83六、有效面積…………………………………………………………… 90七、數(shù)值孔徑…………………………………………………………… 95八、光學連續(xù)性………………………………………………………… 97九、微彎敏感性………………………………………………………… 98第五章 光纖機械性能………………………………………………………… 102第一節(jié) 光纖機械性能測試的目的……………………………………… 102第二節(jié) 測量方法………………………………………………………… 103一、光纖強度………………………………………………………… 104二、疲勞參數(shù)………………………………………………………… 111三、可剝性…………………………………………………………… 115四、光纖的翹曲……………………………………………………… 117第六章 光纖帶機械性能……………………………………………………… 122第一節(jié) 光纖帶機械性能測試的目的…………………………………… 122第二節(jié) 測量方法………………………………………………………… 122一、光纖帶可分離性………………………………………………… 122二、光纖帶可剝離性………………………………………………… 123三、光纖帶抗扭轉(zhuǎn)…………………………………………………… 124四、光纖帶殘余扭轉(zhuǎn)………………………………………………… 125第七章 光纖的環(huán)境性能……………………………………………………… 126第一節(jié) 光纖環(huán)境性能測試的目的……………………………………… 126第二節(jié) 測量方法………………………………………………………… 126一、溫度循環(huán)………………………………………………………… 126二、溫度時延漂移…………………………………………………… 128三、浸水……………………………………………………………… 130四、高溫高濕………………………………………………………… 130五、高溫……………………………………………………………… 131六、核輻照…………………………………………………………… 132第八章 光纖機械性能測試…………………………………………………… 137第一節(jié) 光纜機械性能測試的目的……………………………………… 137第二節(jié) 性能測試………………………………………………………… 138一、拉伸……………………………………………………………… 138二、光纜護套耐磨損………………………………………………… 140三、壓扁……………………………………………………………… 140四、沖擊……………………………………………………………… 142五、反復彎曲………………………………………………………… 144六、扭轉(zhuǎn)……………………………………………………………… 145七、曲撓……………………………………………………………… 148八、彎折……………………………………………………………… 149九、彎曲……………………………………………………………… 149十、耐切入…………………………………………………………… 150十一、槍擊損傷……………………………………………………… 150十二、剛性…………………………………………………………… 151十三、拉力彎曲……………………………………………………… 154第九章 光纜的環(huán)境性能……………………………………………………… 155第一節(jié) 環(huán)境性能測試的目的…………………………………………… 155第二節(jié) 性能與測試……………………………………………………… 156一、溫度循環(huán)………………………………………………………… 156二、滲水……………………………………………………………… 158三、阻水油膏滴流…………………………………………………… 159四、油分離和蒸發(fā)…………………………………………………… 160五、氣體阻力………………………………………………………… 161六、風積振動………………………………………………………… 162七、過滑輪…………………………………………………………… 164八、舞動……………………………………………………………… 165九、耐電痕…………………………………………………………… 166十、阻燃……………………………………………………………… 167第十章 光纜線路工程測量…………………………………………………… 169第一節(jié) 光纜線路工程測量的目的……………………………………… 169第二節(jié) 單盤光纜現(xiàn)場復測……………………………………………… 169一、規(guī)定……………………………………………………………… 169二、光纜長度復測…………………………………………………… 170三、單盤光纜衰減測量……………………………………………… 173第三節(jié) 光纖后向散射衰減曲線………………………………………… 178一、曲線的作用……………………………………………………… 178二、觀察和評價……………………………………………………… 179第四節(jié) 工程竣工測量…………………………………………………… 180一、目的……………………………………………………………… 180二、測量內(nèi)容………………………………………………………… 180三、光纜線路衰減測量……………………………………………… 180四、光纜線路衰減曲線測量………………………………………… 182五、光纜線路電特性測量…………………………………………… 186六、光纜護層對地絕緣測量………………………………………… 188七、光纜線路對地絕緣監(jiān)測………………………………………… 189第五節(jié) 光纜鏈路偏振色散測量………………………………………… 190一、目的……………………………………………………………… 190二、偏振模色散對系統(tǒng)的影響……………………………………… 190三、光纜鏈路偏振模色散…………………………………………… 192四、光纜鏈路偏振模色散的測量…………………………………… 196第六節(jié) 光纜線路自動監(jiān)控……………………………………………… 197一、目的……………………………………………………………… 197二、監(jiān)測原理與系統(tǒng)組成…………………………………………… 197三、光纜線路監(jiān)控…………………………………………………… 199第一章 光纖連接在介紹光纖光纜性能檢測方法之前，先講述光纖連接特別是光纖端面處理和熔接技術(shù)，作為必須掌握的基本技能訓練。實際的光通信系統(tǒng)由光發(fā)射器、光傳輸通道（光纖）、光接收器三個主要部分組成，光纖光纜的傳輸性能檢測系統(tǒng)也同樣如此。通信系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)都要求各部分之間光耦合有高耦合效率、穩(wěn)定可靠、連接損耗小的連接。第一節(jié) 光耦合一、光纖與光源的耦合在光纖通信系統(tǒng)和光纖傳輸特性檢測系統(tǒng)中使用多種光源，有半導體激光器、氣體激光器、液體激光器、發(fā)光二極管、寬光譜光源等等。光耦合先要解決如何高效率地把光源發(fā)射的光注入到傳輸通道中去的