无源器件地偏振相关损耗测量

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1、实用标准文案无源器件的偏振相关损耗测量介绍PDL已经成为衡量无源光学器件的重要特性。在光网络中，当偏振不在受限并且随机变化时，器件的PDL便会不受控制地累计叠加。这会使得网络的传输质量下降甚至导致网络瘫痪。测量无源器件PDL有两种被广泛应用的方法:偏振扫描技术（PolarizationScanningTechnique）和四态法（thefour-statemethod）。偏振扫描技术是一种易于实现的测量方法并且精确度较高，并且相对来说对操作环境不敏感；但是采用这种方法，测量用于DWDM的无源器件时速度会很慢。在这种情况下，基于四状态法（或Muller法）的扫描波长

2、式PDl测试相对来说有跟高的测量速度。在另一方面，为了达到高精度，Muller法需要更高的系统维护，而且相比扫描法，它的实现需要更大的精力。本文将对这两种测量方法进行简要的介绍，概要说明其主要难题和主要的误差来源，并对其在当前无源器件测量中的实际应用进行比较。偏振相关损耗PDL是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值。它是光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比率。PDL定义如下：Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT）的最大传输和最小传输。PDL对于光器件的表征至关重要。实际上，每个器件都表现为一种偏振相关传输。由于传输信号的偏振不仅局限于光纤网络之

3、内，因此器件的插入损耗随偏振状态而异。这种效应会沿传输链路不可控制地增长，对传输质量带来严重影响，因为一条光纤上的偏振是随意变化的。个别器件的PDL会在系统内造成大的功率波动，从而提高了系统的比特错误率，甚至会导致网络故障。PDL与PMD（偏振模色散）可能成为脉冲失真和展宽的主要来源。总的来说，级联器件的PDL并不是其包含分立元件PDL的代数总和。系统的总PDL只取决于系统中PDL特性最差的器件。实际情况中，系统的PDL与分立器件的相互几何排列和器件之间光纤引起的偏振态变化有关。在WDM网络的波长选择型器件中，器件的PDL根据其频域传输特性随着波长而变化精彩文档实

4、用标准文案。此外，有些滤波特性（如纹波或通带带宽）也是偏振相关的。因此，波长PDL的测定就变得十分重要。PDL按照测量方式可分为两种方法：确定性方法和不确定性方法。确定性方法从DUT的Mueller或Jones传输矩阵中推导得出其PDL，而传输矩阵则通过测量DUT在一系列特定输入偏振态下的传输属性得到，例如Mueller方法。非确定性方法直接测量DUT在大量输入偏振态下的最小和最大传输值。偏振扫描法偏振扫描法属于不确定性方法，基于对最大和最小传输的实际测量。在测试中，DUT暴露于大量事先确定或伪随机产生的偏振状态下。前一种情况下，偏振态即沿着Poincare球轨道

5、确定地生成；后一种情况下，，偏振态则伪随机地覆盖了Poincare球的大部分。偏振扫描法的实现非常简单。如图1所示，其标准测量装置仅包括一个信号源、一个用以确定性地或伪随机地生成不同偏振态的偏振控制器，以及一个功率计。图1偏振扫描法：用伪随机法方式对庞佳球进行扫描偏振扫描法是一种相对测量法，其实际测量值反应的是光功率随入射光偏振状态变化的变化。在所测得的功率值中，最大值与最小值之差就是PDL。但是，功率测量和偏振转换不是耦合的，所以无法从测定的功率值上确定功率的变化是由DUT的PDL造成的还是由光源输出功率的波动所造成。因此，要想获得准确的测量结果，就必须保持高水

6、平的功率稳定性。PDL的不确定性主要受以下几点的影响：探测器的偏振敏感度，光源的稳定性和偏振度，偏振控制器中偏振态引起的传输偏差。精彩文档实用标准文案PDL测量中必须使用偏振相关响应度低的探测器以保证其对测量结果的影响较小。同时必须使用高偏振度光源。偏振控制器会改变光偏振部分的偏振态，但对非偏振部分无影响，因此光非偏振部分的传输改变与DUT的PDL无关。如果DUT暴漏在非偏振光下，功率计将无法探测其PDL。最后，对于偏振光，偏振控制器自身还存在PDL。如果扫描中偏振态是事先确定的，偏振控制器引起的传输变化可以被矫正；如果是伪随机生成的，测量的精确度则取决于所有偏振

7、态中经过偏振控制器后损耗最小的情况下的功率变化。因此，PDL的不确定性主要受到以下因素影响：光源的功率稳定性，接收机的PDL和偏振控制器的插入损耗偏差。总误差近似等于各项单个误差的均方根值。假设源功率稳定系数为0.006dB，插入损耗偏差和接收机的PDL均为0.004dB，那么总误差就为0.008dB。系统之所以存在误差，是因为于扫描时间或测量时间是有限的。因此，DUT只能在有限数量的偏振状态下进行测量。为检测出某一特定系统误差所需的扫描时间与偏振控制器所能达到的偏振态变化率相关。Poincare球扫描中的最小角间距与可达到的最小系统误差有关，而该值取为偏振控制器

8、旋转角速度