实验四光开关特性测量.doc

【实验四】光开关特性测量 光开关是光纤通信、光纤网络、光纤测量及光纤传感系统中的关键组件，用于在光路中实现光信号的切换和逻辑操作。本实验主要探讨光开关的工作原理、特性，并通过实际操作进行测量。 ### 光开关的基本概念 光开关是一种具有一个或多个可选传输端口的器件，它可以将光信号从一个端口传输到另一个端口。端口通常由光纤或光纤连接器构成，允许光的输入和输出。根据工作方式，光开关分为机械式和非机械式两类。 **机械式光开关**通过物理移动光纤或光学元件来改变光路，如移动光纤、移动反光镜和移动耦合器。这类开关的优点是插入损耗低、隔离度高，但开关时间较长，可能伴有回跳抖动和重复性问题。 **非机械式光开关**利用电光效应、磁光效应、声光效应或热光效应改变波导折射率，实现光路切换。这类开关开关速度快、体积小，适合集成，但插入损耗相对较高，隔离度较低。 ### 实验设备与步骤 实验中采用的2X2机械式光开关是移动反射镜类型，当未加电压时，端口1与2、3与4接通；加电压后，球面镜旋转90°，端口1与3、2与4接通。实验设备包括： 1. AV3812 1.55μm 单模调制光源 2. AV38121A 1.31μm 单模调制光源 3. AV2498 光纤多用表 4. 2X2光开关 5. 两条不同长度的光纤链路 6. 光时域反射计（OTDR） 7. 直流稳压稳流电源 实验步骤涉及设备连接、电压电流调整、光开关的测试等，通过OTDR观察不同状态下光纤链路的测量曲线，确认光开关的连通状态。 ### 测量与分析 在实验过程中，首先确保所有设备正确连接，然后调整光开关的工作电压和电流至指定范围。通过断开和接通直流电源，观察OTDR屏幕上显示的光纤链路曲线，以判断光开关在不通电和通电时的端口连通状态。同时，通过光纤多用表测量1.55μm和1.31μm光源的插入损耗，记录实验数据。 ### 结论 实验结果证明了光开关在不通电时端口1与2、4与3之间的连通性，而接通DC5V电压后，端口1与3、2与4连通。此外，通过测量不同光源的插入损耗，可评估光开关在不同波长下的性能表现。 光开关的特性测试对于理解和优化光纤通信系统至关重要，因为它们直接影响系统的效率和稳定性。通过实际操作，学生不仅能了解光开关的工作原理，还能掌握其使用方法，为未来在光纤技术领域的研究和应用打下基础。