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福祿克測試過程中為什么出現(xiàn)負損耗？

負損耗”是如何產(chǎn)生的？

測試參考光纖的驗證很簡單，對吧？是的，通常……但并非總是如此。按照參考過程將光功率計設置為0dB后，對于單模光纖，連接器對的損耗應在 0 ~ 0.20dB 之間。但是在某些情況下，損耗竟然會變成增益，讓我們來看一個這樣的情況。

驗證連接器損耗的典型過程——例如驗證它是否為“參考等級”——如下所示：

1、將測試光纖 (TC1) 連接到光源并測量輸出功率，將參考值設置為 0dB (參見圖1)。

圖1.使用1跳線方法設置參考

2、斷開 TC1 與光功率計的連接，并在 TC1 輸出端與光功率計之間連接另一條測試光纖 (TC2)；測量虛線圓圈所示的連接器對的損耗 (見圖2)。

圖2.使用UPC-UPC參考線測量TC1和TC2之間的損耗

3、幾條測試線上收集的數(shù)據(jù)顯示了預期的測量值，如 -0.19dB 和 -0.12dB。

4、然后，用 TC3 (UPC-APC測試線) 代替 TC2 重復測試。這不是推薦的做法，我們很快就會明白為什么。UPC 端連接到 TC1，APC 端連接到光功率計。對于此設置，連接器對的損耗測量值分別為+0.27和+0.23 dB (參見圖3)。

圖3.使用UPC-APC測試線測量TC1和TC3之間的損耗

顯然，光功率計接收了更多的功率，但為什么？通過連接到光功率計的UPC 連接器與 APC 連接器測試光纖的光量應相等。在 UPC 和 APC 的開放端，光垂直于端面射出。從光功率計的光電二極管角度來看，當使用 APC 接口時，擊中光電二極管上有效區(qū)域的光斑會發(fā)生偏移 (見圖4)。它不僅位置偏移，光斑尺寸也從圓形變?yōu)槁晕E圓形。。

圖4.點位置從UPC – APC開放端面移位

值得注意的是，如果測試 APC-APC 光纖的損耗，可以使用 UPC-APC 測試線 (TC1) 作為參考，但這可能導致光功率計的光電二極管產(chǎn)生更高的響應值。如果出現(xiàn)這種情況，應使用一段?APC-UPC 接口的接收光纖，并將UPC端連接到光功率計，這樣就很容易獲得正常的測量值。
用通常在實驗室中使用的各種光功率計重復上述實驗，結果通常是正常的。無論光功率計接口是UPC還是APC，測出的連接器損耗值并沒有顯著差異，兩種情況下的測量均為正常值。

導致?lián)p耗結果變?yōu)樵鲆娴脑蚓烤故鞘裁?？光電二極管的均一性描述了光在光電二極管不同位置的響應區(qū)域上轉換成電子的能力。如果光電二極管具有良好的均一性，則其響應將不會根據(jù)光斑的位置而變化。但如果均一性不佳，就會導致在一些地方有著更高功率讀數(shù)，而在另一些地方功率讀數(shù)更低——意味著損耗結果偏大。現(xiàn)場使用的光功率計通常具有比實驗室光功率計更高的不確定性。為實驗室光功率計指定、選擇、篩選和測試具有更好均一性的光電二極管通常成本較高，現(xiàn)場測試設備往往并不需要。雖然上述情況在現(xiàn)場測試中并不常見，但它清楚地說明了光功率計的特性，它向您展示了在進行測量時不應混合 UPC 和 APC 的原因。進行光功率測量時，對于不同的波長和不同的功率水平，檢測器可能在其表面上進行光電轉換時表現(xiàn)迥異。想象一下，光電二極管在x和y軸上的有效區(qū)域被掃描，掃描結果可以揭示可能不均勻的表面。解釋這一概念的另一種方法是查看沿 3mm 光電二極管表面的響應度與位置的二維圖表。具有完美均一性的檢測器如圖5所示。具有較差均一性的檢測器表示為沿檢測器有效區(qū)域具有不同的響應度 (參見圖6)。

圖5.光電二極管有效區(qū)域的完美均一性

圖6.光電二極管有效區(qū)域的非均一性

結論：

- 不要將UPC和APC連接器混合/連接在一起

- 使用UPC連接器設置光功率計參考，并使用UPC連接器測量損耗

- 使用APC連接器設置光功率計參考，并使用APC連接器測量損耗

- 光電二極管沿整個響應區(qū)域（探測器表面）可能具有非均一性

- 如果測試線發(fā)出的光斑在尺寸或位置上發(fā)生變化，則光電二極管的非均一性會導致測量值發(fā)生微小變化。