专利名称：一种光功率和波长测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电测量装置，尤其是涉及一种光功率和波长测量装置。
背景技术：
对于光纤通信网以及广电网，为充分利用光纤线路资源，在一个光纤上常有多个波长的光信号在传输。比如，波分复用WDM网络上可能有十几个波长的激光同时传输；又如，光纤到户网络中使用1310nm、1490nm和1550nm三个波长在同一条光纤上同时传输不同的信息(使用下行1490nm和上行1310nm波长传送数据和语音，使用1550nm传送视频)。光功率和波长是两个基本的光电参量，为实现通信链路质量监测，需要进行光功率和波长的 测量。光功率测量通常采用光功率计，波长测量则多采用光栅分光原理的光谱仪。光功率计是一种常用的光电测量装置，在光纤通信网、广电网施工和运维中有着广泛的应用；而光谱仪是一种专用的测量装置，价格昂贵、结构复杂、体积庞大，多在科研上使用，无法在工程施工和运维中应用。ILX Lightwave公司提供一种可同时实现功率和波长测量的台式仪表,其原理为入射光经半透镜后，功率一分为二，其中一路光信号直接到探测器转换为电信号，另一路光信号经颜色滤光片后到达探测器并转换为电信号，利用这两路电信号的比值实现波长测量。由于入射光信号需要先后经过半透镜和颜色滤光片，损耗大，不利于信号探测，功率和波长的测量精度较低。中国专利ZL201120124402. 4公开了一种可同时实现功率和波长测量的装置，该装置在适配器后设置一个透射率随波长单调变化的分光片，分光片的透射光和反射光分别被第一和第二光电探测器接收，根据两个探测器的信号比值确定入射信号的波长并计算出功率值。与以前的技术相比，该专利技术提供了一种结构简单、体积小、成本低的光功率和波长同时测量的装置，适合工程应用，但该技术需要制作特殊的分光膜片，生产装配较为复杂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简易的全光纤化的光功率和波长测
量装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种光功率和波长测量装置，包括适配器和信号处理电路，还包括光纤耦合器、第一光电探测器和第二光电探测器，所述的适配器与光纤耦合器的输入端相连，所述的光纤耦合器的第一输出端与第一光电探测器相连，所述的光纤耦合器的第二输出端与第二光电探测器相连，所述的第一光电探测器和所述的第二光电探测器与所述的信号处理电路相连。所述的光纤耦合器是一种利用熔融拉锥方式制作的功率分配光纤器件，入射光经适配器后被所述的光纤稱合器一分为二 一部分光信号进入第一光电探测器，另一部分光信号进入第二光电探测器，并且功率分配大小(即分光比)是与入射光的波长直接相关。[0008]所述的适配器为测量装置与入射光的接口，可选用光通信上常用的适配器，如FC型、ST型、LC型、SC型、E2000中任意一种。所述的第一光电探测器和第二光电探测器具有相同的光电响应度，可选用带光纤率禹合的InGaAs光电探测器或者Ge光电探测器。与现有技术相比，本实用新型的优点在于利用一种与分光比与波长相关的光纤耦 合器将入射光一分为二，分别进入第一光电探测器和第二光电探测器，而第一光电探测器和第二光电探测器具有相同的光电响应，根据第一光电探测器和第二光电探测器的电信号的比值可以方便地确定入射光的波长值，根据确定的波长值以及第一光电探测器或者第二光电探测器的电信号又可以方便地计算出待测光的功率值。由于光纤耦合器是一种成本低、可靠性高的常规光纤器件，其分配的光信号容易耦合到光电探测器上，因此该功率和波长测量装置具有结构简单、生产方便、体积小、成本低等特点，适合在光纤通信网和广电网中大规模推广应用。
图I为本实用新型测量装置的结构示意图；图2为本实用新型所用光纤耦合器的分光比与波长的关系图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图I所示，一种光功率和波长测量装置，包括适配器I、光纤耦合器2、第一光电探测器3、第二光电探测器4、信号处理电路5，适配器I与光纤耦合器2的输入端相连，光纤率禹合器2的第一输出端与第一光电探测器3相连,光纤f禹合器2的第二输出端与第二光电探测器4相连，第一光电探测器3和第二光电探测器4与信号处理电路4相连。适配器I为该测量装置对外光的接口，可选用光通信上常用的适配器，如FC型、ST型、LC型、SC型、E2000中任意一种，本实施例选用FC型的适配器。光纤耦合器2为熔融拉锥型功率分配器件，可选用1X2或者2X2结构的光纤耦合器，本实施例选用国产的1X2单模光纤稱合器。第一光电探测器3和第二光电探测器4可选用带光纤稱合的InGaAs光电探测器或者Ge光电探测器，本实施例选用国产的光纤耦合的InGaAsPIN，其在1550nm处的光电响应度为O. 9A/W。入射光SI经适配器I后被光纤稱合器2 —分为二 一部分光信号S2进入第一光电探测器3，另一部分光S3信号进入第二光电探测器4。根据光纤耦合器的分光机制，其分光比K为tan2 (Cz),其中Cz为与波长相关的参量,有
Ii it/I
,Z =---7Cl；
------------32〃y (1 + 1/F)2式中n2为光纤包层折射率，a为近似矩形的耦合区截面宽度，V为归一化频率。对于所选用的已知型号的光纤耦合器，上述数据均为确定的常数。图2是典型的熔融拉锥型光纤耦合器的分光比与波长的关系图。从图2可以看出，入射光的波长不一样，光纤稱合器的分光比K也不一样。对选用的光纤稱合器，可标定出任何波长下的分光比K。[0020]根据光纤耦合器的分光比，第一探测器3接收到的光信号S2的光功率为P1=PtlSin2(Cz)，第二探测器4接收到的光信号S3的光功率为P2=PciCos2 (Cz)，其中Ptl为入射光SI的光功率。此时，第一探测器3和第二探测器4的输出电信号幅度分别为V1= η ( λ ) sin2 (Cz)P0、V2= η (A)c0S2(Cz) P。，其中η (λ)为探测器的光电响应度。此时，第一探测器3和第二探测器4的电信号的比值+，由于光纤耦合器对于特
定波长的分光比力已知量，因此根据公式(I)就可以确定入射光的波长值λ 0入射光的波长λ确定后，根据所述探测器的光电响应特性，可知道该波长下的光电转换效率η (λ)。因此，可根据第一探测器或者第二探测器的电信号，计算出入射光Si的功率值
Yο "(々)sin: (Cz) 77(/,)cos: (Cz)该装置利用光纤耦合器在不同的波长下具有不同分光比，根据第一光电探测器3 和第二光电探测器4的电信号的比值}可以方便地确定入射光的波长值，进而根据第一光
V.,
电探测器3或者第二光电探测器的电信号计算出入射光的功率值，装置简单、生产方便、体积小、成本低等特点，适合在光纤通信网和广电网中大规模推广应用。
权利要求1.一种光功率和波长测量装置，包括适配器和信号处理电路，其特征在于还包括光纤耦合器、第一光电探测器和第二光电探测器，所述的适配器与光纤耦合器的输入端相连，所述的光纤耦合器的第一输出端与第一光电探测器相连，所述的光纤耦合器的第二输出端与第二光电探测器相连，所述的第一光电探测器和所述的第二光电探测器与所述的信号处理电路相连。
2.如权利要求I所述的一种光功率和波长测量装置，其特征在于所述的光纤耦合器是利用熔融拉锥方式制作的功率分配光纤器件。
3.如权利要求I所述的一种光功率和波长测量装置，所述的第一光电探测器和第二光电探测器具有相同的光电响应度。
专利摘要本实用新型公开了一种光功率和波长测量装置，包括适配器，光纤耦合器，第一光电探测器，第二光电探测器和信号处理电路，光纤耦合器将经过适配器的入射光一分为二，分别进入第一光电探测器和第二光电探测器，由于光纤耦合器的分光比与波长相关，根据第一光电探测器和第二光电探测器的电信号的比值可以方便地确定待测光的波长值，进而计算出入射光的功率值，该功率和波长测量装置具有结构简单、生产方便、体积小、成本低等特点，适合在光纤通信网和广电网中大规模推广应用。
文档编号G01J9/00GK202648795SQ20122032221
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者刘航杰, 涂勤昌, 胡松涛 申请人:宁波诺驰光电科技发展有限公司