●光功率計(jì)（optical power meter ）

在光纖系統(tǒng)中，測(cè)量光功率是zui基本的。光功率計(jì)主要用于光功率和光損耗的測(cè)量，通過(guò)測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。

用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。

※光功率計(jì)分類

按照光功率測(cè)量方法的不同，光功率計(jì)可以分為熱轉(zhuǎn)換型光功率計(jì)和半導(dǎo)體光電檢測(cè)型光功率計(jì)。

熱轉(zhuǎn)換型光功率計(jì)利用黑體吸收光功率后溫度升高的特性，來(lái)計(jì)算光功率的大小，這種光功率計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是光譜響應(yīng)曲線平坦、準(zhǔn)確度高，但成本偏高、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，一般被用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)。

半導(dǎo)體光電檢測(cè)型光功率計(jì)利用半導(dǎo)體PN結(jié)的光電效應(yīng)，通過(guò)計(jì)算，得出光功率的大小。

※光功率計(jì)工作原理

光電探測(cè)器將輸入光功率轉(zhuǎn)換成與之成正比的電流信號(hào)，經(jīng)I/V變換、程控放大電路等放大到一定的電壓，然后再經(jīng)A/D變換器變換成數(shù)字信號(hào)送CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與校準(zhǔn)，用軟件完成對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算，zui后得到被測(cè)光功率的線性值和對(duì)數(shù)值，并將結(jié)果顯示出來(lái)。

※光功率計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)

光功率計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)包括：波長(zhǎng)范圍、功率范圍、功率測(cè)量準(zhǔn)確度、分辨率。

●穩(wěn)定光源（Stable light source）

穩(wěn)定光源是被廣泛應(yīng)用的光電子基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x器之一，主要用于 對(duì)光系統(tǒng)發(fā)射已知功率和波長(zhǎng)的光。對(duì)現(xiàn)成的光纖系統(tǒng)，通常也可把系統(tǒng)的發(fā)射端機(jī)當(dāng)作穩(wěn)定光源；如果端機(jī)無(wú)法工作或沒(méi)有端機(jī)，則需要單獨(dú)的穩(wěn)定光源。穩(wěn)定光源的波長(zhǎng)應(yīng)與系統(tǒng)端機(jī)的波長(zhǎng)盡可能一致。穩(wěn)定光源與光功率計(jì)結(jié)合在一起，可以測(cè)量光纖系統(tǒng)的光損耗。

※穩(wěn)定光源分類

穩(wěn)定光源按發(fā)射中心波長(zhǎng)的不同，可以分為單一波長(zhǎng)光源、多路穩(wěn)定光源、波長(zhǎng)可調(diào)穩(wěn)定光源三類。

單一波長(zhǎng)光源，例如如850nm穩(wěn)定光源、980nm穩(wěn)定光源、1310nm穩(wěn)定光源、1480nm穩(wěn)定光源、1550nm穩(wěn)定光源等，一般情況，波長(zhǎng)單一光源穩(wěn)定度比較高，并可以增加集成內(nèi)部調(diào)制功能（即帶內(nèi)調(diào)制的穩(wěn)定光源，用于移去雜散光或用于同相檢測(cè)）和集成外部調(diào)制功能（即帶外調(diào)制的穩(wěn)定光源，用作電/光變換器進(jìn)行基帶特性測(cè)量）。

多路穩(wěn)定光源主要用于多芯光纜損耗的測(cè)量，可以同時(shí)輸出多路波長(zhǎng)的光信號(hào)。通常將兩個(gè)或兩個(gè)以上單一波長(zhǎng)光源集成在一起，例如，同時(shí)能輸出1310nm和1550nm兩個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)，即雙路穩(wěn)定光源，也可以將更多的單一光源集成在一起，構(gòu)成多路穩(wěn)定光源。

波長(zhǎng)可調(diào)穩(wěn)定光源是指輸出光的波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)設(shè)置，該類光源zui大的特點(diǎn)是波長(zhǎng)和功率在一定范圍內(nèi)均可以連續(xù)設(shè)置，主要用于密集波分復(fù)用元器件和光纖放大器的參數(shù)測(cè)試。

※穩(wěn)定光源工作原理

電源電路產(chǎn)生激光器驅(qū)動(dòng)和其它電路所需的各種電源；衰減電路用于設(shè)置激光器的工作電流，從而改變光源的輸出功率，可在0-6dB范圍內(nèi)連續(xù)衰減；調(diào)制電路產(chǎn)生一定頻率的方波，用來(lái)調(diào)制激光器，產(chǎn)生調(diào)制光；主控制電路控制內(nèi)調(diào)制和衰減電路；保護(hù)電路一是采取開(kāi)關(guān)機(jī)延時(shí)電路、限流和防止反向驅(qū)動(dòng)激光器的措施，使激光器組件不致因通過(guò)大驅(qū)動(dòng)電流而損壞，二是對(duì)激光器組件進(jìn)行溫度控制，使激光器組件在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)工作，不致因溫度過(guò)高而損壞；顯示電路用來(lái)顯示當(dāng)前光源的工作狀態(tài)和衰減量。

※穩(wěn)定光源的主要技術(shù)指標(biāo)

中心波長(zhǎng)：是指光源輸出光的光譜幾何中心波長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)法產(chǎn)生只具有單一波長(zhǎng)的光源，即使是純度zui高的激光，也有一定的波長(zhǎng)分布范圍，例如需要產(chǎn)生波長(zhǎng)為1550nm的激光，光源產(chǎn)生的也許是1549nm-1551nm的激光，但是1550nm這個(gè)波長(zhǎng)的光能量zui大，就是所謂的中心波長(zhǎng)。

光譜寬度：指光譜或光譜特性的波長(zhǎng)范圍的量度。

輸出功率：是指輸出激光的功率。

穩(wěn)定度：表示光源在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸出光功率的變化情況，變化量越小，穩(wěn)定度越好。

內(nèi)調(diào)制頻率：是指內(nèi)部電路加在輸出激光上的調(diào)制頻率。

衰減：指光源的輸出功率在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)遞減。

●光萬(wàn)用表（Optical Multimeter）

光纖多用表是一種的光網(wǎng)絡(luò)工程作業(yè)工具，融光源、光功率計(jì)、光纖識(shí)別等功能于一體，用來(lái)測(cè)量光纖鏈路的光功率損耗。

光萬(wàn)用表主要技術(shù)指標(biāo)：

光功率測(cè)試波長(zhǎng)：可以測(cè)試的波長(zhǎng)范圍，如850nm、1310nm、1550nm。

光功率測(cè)試范圍：測(cè)試相關(guān)波長(zhǎng)的功率范圍，如-50~+3dBm。

光功率測(cè)試準(zhǔn)確度：測(cè)試光功率的準(zhǔn)確度，如±0.20dB。

光源波長(zhǎng)：光源模塊的工作波長(zhǎng)，如1310nm、1550nm。

光源輸出頻率：光源的調(diào)制頻率，如270Hz、1kHz、2kHz。

光源光穩(wěn)定度：光源輸出光功率的穩(wěn)定度，如±0.08dB/1h。

光接口：光纖連接接口，如FC/PC、 FC/APC、SC/PC、SC/APC等接口。有些光纖多用表的部分接口為選件，用戶可以根據(jù)測(cè)試需要選擇。

●光時(shí)域反射儀（optical time-domain reflectometer）

光時(shí)域反射儀簡(jiǎn)稱OTDR，它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，通過(guò)對(duì)測(cè)量曲線的分析，了解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器?？捎糜跍y(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中*的工具。

※光時(shí)域反射儀分類

OTDR按照結(jié)構(gòu)類型可以分為臺(tái)式、便攜式、手持式、掌上型、卡式及模塊化等類型產(chǎn)品。臺(tái)式和便攜式OTDR體積較大、重量較重，攜帶不方便，一般適用于實(shí)驗(yàn)室，早期產(chǎn)品中存在，目前已不再生產(chǎn)；手持式和掌上型OTDR體積小、重量輕、便于攜帶，是目前OTDR市場(chǎng)上的主力產(chǎn)品；卡式及模塊化OTDR不能獨(dú)立作為測(cè)試儀器，必須借助PC機(jī)平臺(tái)，通過(guò)在PC機(jī)上運(yùn)行相應(yīng)的應(yīng)用軟件，并通過(guò)PC機(jī)內(nèi)部的總線接口或外部接口與卡式或模塊化OTDR通信，zui終實(shí)現(xiàn)OTDR測(cè)試功能，該類OTDR一般適用于用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，主要應(yīng)用于光纜監(jiān)控系統(tǒng)中。

OTDR按照所測(cè)試的光纖類型也可以分為單模OTDR、多模OTDR及單多模一體化OTDR。

OTDR按照能夠提供的測(cè)試波長(zhǎng)數(shù)量可分為單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)及四波長(zhǎng)等類型產(chǎn)品。

※光時(shí)域反射儀工作原理

　　　OTDR測(cè)試是通過(guò)發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi),然后在OTDR端口接收返回的信息來(lái)進(jìn)行。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，會(huì)由于光纖本身的性質(zhì)、連接器、接合點(diǎn)、彎曲或其它類似的事件而產(chǎn)生散射和反射。其中一部分的散射和反射就會(huì)返回到OTDR中，返回的有用信息由OTDR的探測(cè)器來(lái)測(cè)量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線片斷。

從發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計(jì)算出距離:d=(c×t)/2(IOR)。在這個(gè)公式里，c是光在真空中的速度，而t是信號(hào)發(fā)射后到接收到信號(hào)（雙程）的總時(shí)間（兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因?yàn)楣庠诓Ａе幸仍谡婵罩械乃俣嚷?，所以為了地測(cè)量距離，被測(cè)的光纖必須要指明折射率（IOR），IOR是由光纖生產(chǎn)商來(lái)標(biāo)明。

　　 OTDR使用瑞利散射和菲涅爾反射來(lái)表征光纖的特性。瑞利散射是由于光信號(hào)沿著光纖產(chǎn)生無(wú)規(guī)律的散射而形成。OTDR就測(cè)量回到OTDR端口的一部分散射光。這些背向散射信號(hào)就表明了由光纖而導(dǎo)致的衰減（損耗/距離）程度。形成的軌跡是一條向下的曲線，它說(shuō)明了背向散射的功率不斷減小，這是由于經(jīng)過(guò)一段距離的傳輸后發(fā)射和背向散射的信號(hào)都有所損耗。

　　 菲涅爾反射是離散的反射，它是由整條光纖中的個(gè)別點(diǎn)而引起的，這些點(diǎn)是由造成反向系數(shù)改變的因素組成，例如玻璃與空氣的間隙。在這些點(diǎn)上，會(huì)有很強(qiáng)的背向散射光被反射回來(lái)。因此，OTDR就是利用菲涅爾反射的信息來(lái)定位連接點(diǎn)，光纖終端或斷點(diǎn) 。

OTDR的工作原理就類似于一個(gè)雷達(dá)。它先對(duì)光纖發(fā)出一個(gè)信號(hào)，然后觀察從某一點(diǎn)上返回來(lái)的是什么信息。這個(gè)過(guò)程會(huì)重復(fù)地進(jìn)行，然后將這些結(jié)果進(jìn)行平均并以軌跡的形式來(lái)顯示，這個(gè)軌跡就描繪了在整段光纖內(nèi)信號(hào)的強(qiáng)弱（或光纖的狀態(tài)）。

※光時(shí)域反射儀主要技術(shù)指標(biāo)

光輸出中心波長(zhǎng)：是由輸出光譜的峰值譜與其它譜縱模按規(guī)定方法(RMS法或FWHM法)計(jì)算求得的波長(zhǎng)值。由于在不同的波長(zhǎng)點(diǎn)光纖損耗值不同，光輸出中心波長(zhǎng)通常應(yīng)與被測(cè)光纖系統(tǒng)所用的波長(zhǎng)一致，一般標(biāo)稱為850nm或1300nm或1310nm或1550nm等。OTDR的實(shí)際輸出波長(zhǎng)與標(biāo)稱波長(zhǎng)的偏差一般應(yīng)小于±20nm，如果波長(zhǎng)偏差較大將會(huì)引起較大的損耗測(cè)試誤差。

動(dòng)態(tài)范圍：以dB表示，該參數(shù)反映測(cè)長(zhǎng)能力，在相同的條件下，動(dòng)態(tài)范圍越大，則可測(cè)試的距離越長(zhǎng)，另外，對(duì)相同的動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)，光纖鏈路的平均損耗（以dB/km表示）越小，則可測(cè)試的距離越長(zhǎng)。動(dòng)態(tài)范圍的大小除與測(cè)試波長(zhǎng)有關(guān)外，還與發(fā)射的光脈沖寬度有關(guān)，脈寬越寬，則動(dòng)態(tài)范圍越大。

測(cè)距準(zhǔn)確度：測(cè)距準(zhǔn)確度為反映光時(shí)域反射計(jì)所測(cè)得的光纖長(zhǎng)度與光纖真實(shí)長(zhǎng)度偏差程度的指標(biāo)。

測(cè)損耗線性度：測(cè)損耗線性度（以dB/dB表示）表明OTDR測(cè)量均勻損耗光纖曲線的線性誤差，決定不同測(cè)量條件下測(cè)試損耗的準(zhǔn)確度。

事件/衰減盲區(qū)：以m表示，反映了光時(shí)域反射計(jì)的測(cè)短能力，即近端測(cè)試能力，事件/衰減盲區(qū)的大小與脈寬有關(guān)，脈寬越寬，則盲區(qū)越大，一般光時(shí)域反射計(jì)標(biāo)稱的盲區(qū)都是指在zui小脈寬條件下測(cè)得的。

　　測(cè)試距離：實(shí)際上測(cè)試距離就是光在光纖中的傳播速度乘上傳播時(shí)間，對(duì)測(cè)試距離的選取就是對(duì)測(cè)試采樣起始和終止時(shí)間的選取。測(cè)量時(shí)選取適當(dāng)?shù)臏y(cè)試距離可以生成比較全面的軌跡圖，對(duì)有效的分析光纖的特性有很好的幫助。

　　脈沖寬度：可以用時(shí)間表示，也可以用長(zhǎng)度表示，在光功率大小恒定的情況下，脈沖寬度的大小直接影響著光的能量的大小，光脈沖越長(zhǎng)光的能量就越大。同時(shí)脈沖寬度的大小也直接影響著測(cè)試死區(qū)的大小，也就決定了兩個(gè)可辨別事件之間的zui短距離，即分辨率。顯然，脈沖寬度越小，分辨率越高，脈沖寬度越大測(cè)試距離越長(zhǎng)。

　　折射率：就是待測(cè)光纖實(shí)際的折射率，這個(gè)數(shù)值由待測(cè)光纖的生產(chǎn)廠家給出，單模石英光纖的折射率大約在1.4－1.6之間。越的折射率對(duì)提高測(cè)量距離的精度越有幫助。這個(gè)問(wèn)題對(duì)配置光路由也有實(shí)際的指導(dǎo)意義，實(shí)際上，在配置光路由的時(shí)候應(yīng)該選取折射率相同或相近的光纖進(jìn)行配置，盡量減少不同折射率的光纖芯連接在一起形成一條非單一折射率的光路。

來(lái)源：大西洋儀器