光功率监视器 Optical power monitors

2022-11-04 09:27:04 浏览:228

定义

用于监测自由空间光束或光纤中的光功率的设备。

光功率监视器是可用于监视光功率的设备。 与光功率计相比,它们通常用于正常工作期间的长期监测,而不仅仅是在短时间测试期间。 因此,它们通常永久集成到某些系统中,例如在激光设备和光纤通信系统中。 此外,它们经常被使用,使得受监控的光束仍然可以用于其实际目的。

光功率监视器不应与光通道监视器混淆,后者可以测量波分复用系统的单独波长通道的光功率。

自由空间光功率监视器

用于监测自由空间光束的设备原则上类似于许多实验室功率计,例如由包含光电二极管(或其他类型的光电探测器)的测量头和可能包含显示器和/或电子设备连接的电子设备组成。 作为测量头的补充,可以提供一些滤光片,例如可用于将测量范围扩展到更高的功率和/或抑制某些波长分量的不良影响。 还有与光纤配合使用的适配器。

测量头通常不附带通用安装座,因为此类设备通常用作集成到其他设备的OEM部件中,集成商将设计适合特定用途的安装座。 在许多情况下,测量头将与分束器一起安装,分束器仅将受监控光束功率的一小部分引导到光电探测器上,以便大部分光可用于实际目的。

电子部分通常易于使用。 它只需要提供一些电压(例如,通常是 12 V 的直流电压,或通过 USB 连接器提供 5 V),并执行一些有用的功能,例如数字化来自测量头的模拟信号并应用与波长相关的校准因子。 此类设备可以具有不同的电子接口,可以是模拟的或数字的。 例如,有些具有用于连接到计算机的USB接口;然后通常会提供一些软件,例如可以显示当前功率以及某个时间间隔内记录的功率值。 例如,此类软件还可以处理来自多个功率监视器的数据,然后还可以显示功率差异或比率。 如果注册功率离开某个预定义范围,软件可以创建警报。

在其他情况下,功率监视器本身的电子部分包含一个数据记录器,用于记录某个时间间隔内的功率值。 然后可以检索这些数据,例如在检测到系统异常的情况下。

光纤功率监测器

光功率监视器通常与光纤系统结合使用,例如在光纤通信环境中。 例如,这样的器件可以监测掺铒光纤放大器(EDFA)的平均输出功率,一些反馈系统可以通过调节光纤放大器泵浦二极管的驱动电流来自动稳定输出功率。 这样,可以补偿老化泵浦二极管或输入功率水平变化的影响,并识别缺陷。 有些设备具有相当大的测量带宽,因此它们不仅适用于监控平均功率,甚至适用于检索数据信号;可能有不同的带宽设置,例如“慢”和“快速”检测模式。

光纤功率监视器的常见形式是带有光纤输入和输出的小型密封在线监视器。 光纤可以是单模光纤,例如康宁SMF-28e等标准光纤,安装在设备的相对侧面或同一侧。 这种器件可能包含光纤耦合器,该耦合器分离出一小部分功率并将其引导至光电二极管。 因此,该器件可能只引起很小的光插入损耗(通常远低于1 dB)和非常高的回波损耗(例如>50 dB)。 偏振依赖性损耗(PDL)通常也很小。 由于实际测量仅使用集成抽头提取的一小部分功率来完成,因此此类监视器也称为集成抽头监视器。 显示器可以集成在设备本身中,也可以与某些电缆连接。

由于通常光纤耦合器的方向性,这种在线功率监视器通常只对沿特定方向传播的光敏感,而发送到输出端口的光将传输到输入端口(具有相同的插入损耗)但未检测到。 因此,不要混淆输入和输出端口非常重要。

还有一些设备没有方向性 - 特别是那些两根光纤在同一侧的设备。 在这里,光可以在内部耦合出光纤,聚焦到具有非法向入射的介电镜上,并且反射光(携带大部分光功率)聚焦回另一根光纤。 通过介电镜传输的一小部分功率撞击监视器光电二极管。

某些设备具有更多的光纤输入和输出,例如用于监视WDM系统中的多个通道。 光纤功率监控器也可与多模光纤一起使用,例如用于短距离数据传输系统。

在线功率监视器可以永久集成到光纤系统中,但也可以临时使用,最好是与光纤连接器一起使用。

在最简单的情况下,设备始终显示当前测量的光功率 - 例如,以毫瓦或dBm为单位。 一些设备可以切换到相对功率显示 – 在存储一些参考功率后,当前功率与参考功率的偏差可以以百分比或分贝显示。 可能还有一个集成的数据记录器,用于检索早期记录的功率值。

光检测和表征

作          者: 泮桥成像光电商城

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