多波长下光功分器性能测量方法及波长选择光探测器模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光功分器测试的技术领域，更具体地说，是一种多波长下光功分器性 能测量方法及波长选择光探测器模块，可应用于熔融拉锥型和PLC型光功分器的快速测 试，尤其是熔融拉锥型光功分器制备过程中光功分器性能的实时测量和反馈。
【背景技术】
[0002] 光功分器在无源光网络中的光分配网络中发挥着关键作用，智能无源光网络的发 展对于光功分器提出了多窗口智能化的要求。根据制备工艺的不同，光功分器可分为熔融 拉锥型和PLC型两种。在熔融拉锥型光功分器的制备过程中，需要实时监测光功分器输出 端口的分光比，以控制熔融拉锥系统的停火点。
[0003] 现有熔融拉锥系统的测量方法如图1所示，该测量方法仅能够实时监测光功分器 在1310nm或1550nm波长处的分光比、插入损耗、附加损耗等性能指标。由于与光功分器输 出端相连接的光探测器不具备波长识别或波长选择的特性，因此无法同时测量两个波长及 多个波长下光功分器的性能指标。目前的测量方法为手动控制光开关切换输入待测光功分 器的光波长，然后在各波长下分别测量。对于恪融拉锥型多窗口光功分器，只能根据某一窗 口工作波长下的分光比控制停火点，在熔融拉锥系统停止后，再依次测量该光功分器在其 它窗口工作波长下的性能指标。
[0004] 为实现多波长下光功分器性能指标的实时测量，一种常用的方法是多波长时分测 量，如图2所示。即不同时段选择不同波长的激励源，在同步信号的控制下，输出端监测相 应波长的光功率。此种方法要求输入端与输出端时钟的严格同步，否则会产生较大误差。另 一种方法是对于输入光信号进行幅度调制，并根据输出端的波形分解出各波长功率，但在 波长数目大于三的情况下输出端的波形分解困难，需要复杂的算法支持。
【发明内容】
[0005] 技术问题：本发明所要解决的技术问题是，提供一种多波长下光功分器性能测量 方法及波长选择光探测器模块，同时满足测量速度和精度的要求，测量方法简单，适用于熔 融拉锥型多窗口光功分器制备过程中性能指标的实时监测，亦可应用于PLC型多窗口光功 分器性能指标的快速测试。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
[0007] 本发明所述的一种多波长下光功分器性能测量方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1取宽带光源，并将所取宽带光源作为待测光功分器的输入光源输出给待测 光功分器，
[0009] 步骤2将光功分器的输入光和输出光分别接入波长选择光探测器模块的输入端，
[0010] 步骤3根据对应于光功分器输入光的波长选择光探测器模块的输出及对应于光 功分器输出光的波长选择光探测器模块的输出，计算得到包括分光比和插入损耗的光功分 器性能；
[0011] 所述波长选择光探测器模块包括2路通道，所述通道包括串连的N个三端口环形 器，N为自然数且N= 1、2、3、…，首端的三端口环形器的输入端作为所述波长选择光探测 器模块的输入端，相邻三端口环形器中的一个三端口环形器的一个输出端经一个光纤布拉 格光栅（FBG)与相邻三端口环形器中的另一个三端口环形器的一个输入端连接，且各光纤 布拉格光栅的反射波长各不相同，相邻三端口环形器中的一个三端口环形器的另一个输出 端以及相邻三端口环形器中的另一个三端口环形器的另一个输出端都作为所述波长选择 光探测器模块的输出端。
[0012] 本发明所述的一种多波长下光功分器性能测量方法使用波长选择光探测器模块， 所述波长选择光探测器模块包括2路通道，所述通道包括串连的N个三端口环形器，N为自 然数且N = 1、2、3、···，首端的三端口环形器的输入端作为所述波长选择光探测器模块的输 入端，相邻三端口环形器中的一个三端口环形器的一个输出端经一个光纤布拉格光栅与相 邻三端口环形器中的另一个三端口环形器的一个输入端连接，且各光纤布拉格光栅的反射 波长各不相同，相邻三端口环形器中的一个三端口环形器的另一个输出端以及相邻三端口 环形器中的另一个三端口环形器的另一个输出端都作为所述波长选择光探测器模块的输 出端。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0014] (1)提高测量速度。现有的通过光开关或调制解调同步控制选择激励源波长的方 法，本质上均为时分测量，因此测量速度较慢，并且需要激励端和测量端的严格同步。本发 明使用波长选择光探测器模块，能够同时监测多波长下的光功分器性能，显著提高测量速 度，并且测量精度没有恶化。
[0015] 本发明将多种波长的光同时输入待测光功分器，因此待测光功分器的输出光包含 多种波长。在波长选择光探测器模块中，通过三端口环形器与光纤布拉格光栅的共同作用， 使各光探测器具有波长选择性，即各光探测器分别监测光功分器输出光中某一特定波长光 的光功率，从而实现了光功分器输出光中多波长光功率的同时测量，进而计算得到多波长 下待测光功分器的性能指标。
[0016] (2)易于扩展同时测量的波长数目和通道数目。本发明使用的波长选择光探测器 模块，并不局限于指定的波长数目或通道数目，理论上可以实现任意多个波长下光功分器 性能指标的同时测量，可根据生产和测试需求进行一定程度的个性化设计。根据多窗口光 功分器的现有需求，结合降低成本的要求，波长选择光探测器模块的通道数目一般为2,待 测光功分器的工作波长数目N-般为2-6,待测光功分器的输出端口数目m-般为2-64。
[0017] (3)增加光探测器的动态范围。光探测器后常用的转换电路为跨阻抗放大电路，动 态范围近似为30dB，本发明在波长选择光探测器模块后使用对数放大电路替代跨阻抗放大 电路，动态枢围最尚可达80dB。
[0018] (4)应用范围广泛。本发明主要应用于熔融拉锥型光功分器制备过程中性能指标 的实时测量，但并不局限于此，还可应用于熔融拉锥型或PLC型光功分器成品的快速测试， 以及其它测量原理相似的光器件的在线和线下测试。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020] 图1是光功分器性能的现有测量方法的示意图；
[0021] 图2是多波长下光器件时分测量方法的结构原理图；
[0022] 图3是测量光功分器输入光功率的示意图；
[0023] 图4是测量光功分器输出光功率的示意图；
[0024] 图5是多波长下光功分器性能测量方法的流程图；
[0025] 图6是波长选择光探测器模块的单通道示意图；
[0026] 图7是测量1X2熔融拉锥型光功分器输入光功率的示意图；
[0027] 图8是测量1X2熔融拉锥型光功分器输出光功率的示意图；
[0028] 图9是测量1 X4PLC型光功分器输入光功率的示意图；
[0029] 图10是测量IX 4PLC型光功分器输出光功率的示意图。
[0030] 图中：1、2、3为三端口环形器的三个端口，1为三端口环形器的输入端口，2为三端 口环形器的一个输出端口，3为三端口环形器的另一个输出端口，4、5为宽带3dB耦合器， 101为宽带光源，102为光隔离器，103为波长选择光探测器模块，1031和1032为波长选择 光探测器模块的两个实例，104为对数放大电路，105为模拟开关，106为模拟/数字转换器， 107为计算机，108