试验六光纤特性量测组员朱瑞溢连曼均蔡敏瑛试验目的1.docVIP

實驗六 光纖特性量測 組員：朱瑞溢、連曼均、蔡敏瑛 實驗目的 熟悉光纖要偏振的影響 實驗內容 １．經過光纖，光的偏極化的變化 實驗器材: 玻璃光纖 精密光纖耦合器 玻璃光纖夾具 固定夾具 支枉及腳座 光偵測器 Polarizer 實驗裝置示意圖 實驗步驟 將雷射光打入光纖，量測出此時光的偏極化態。 轉動光纖（不同角度與偏轉量），量測此時光的偏極化態。 輕輕的夾住光纖，量測此時光的偏極化態。 再換光纖，變為多模光纖和偏振保持光纖，重覆步驟１－３。 五．實驗原理 Birefringence in Fiber：光纖之雙折射效應 單模光纖 單模光纖內之偏極特性是相當複雜且難以預測的，其原因在於單模光纖\很容易因為先天(內在)及後天(外在)之因素而引起雙折射效應。例如：先天的微小非圓之纖心，或纖心及纖衣之微小非對稱性(同心度不良)等，後天之外界對光纖產光之非對稱壓力，彎曲形變，扭曲形變等，如下圖，皆會造成單模光纖之格外雙折射效應，在其內傳導之偏振光會受上述之影響而變得無法預測。 單模光纖雙折射效應造成之原因 偏振保持光纖 1．偏振保持光纖主要是用來讓光在光纖內的傳送其偏振保持不變。偏振保持光纖的主要原理是在光纖內加入一額外的nx及ny，使其[△(nx-ny)]/ (nx-ny)遠小於平常的單模光纖。因此，受環境的影響也大大的減低。 2．偏振保持光纖主軸之校正及Beat length之量測：利用偏振保持光纖的 nx及ny相差的特性，我們可以把一偏振保持光纖當成一單臂(one arm)干涉儀。如果調整入射至光纖的極化方向為450於偏振保持光纖，因此光纖的輸出信號為： Iout={1+[cos[2π(nx-ny)L]]/λ}， 當[2π(nx-ny)L]/λ=nπ時，輸出光為最大或最小，因此在不同的L值可以看到亮暗的點，由亮暗的長度即是Beat length。 實驗數據與討論： 1.SMF單膜光纖 noise=1.02v 角度 光纖未扭轉(blue) 光纖扭轉90度(red) 留下TEM0,0(yellow) 0 1.7 2.09 2.43 10 1.37 1.93 2.11 20 1.19 1.74 1.76 30 1.16 1.57 1.44 40 1.26 1.45 1.2 50 1.5 1.37 1.03 60 1.85 1.39 0.95 70 2.27 1.44 1 80 2.77 1.57 1.15 90 3.17 1.78 1.39 100 3.5 1.95 1.7 110 3.7 2.14 2.02 120 3.75 2.32 2.28 130 3.36 2.42 2.57 140 3.38 2.49 2.77 150 3 2.47 2.82 160 2.59 2.41 2.79 170 2.14 2.3 2.64 180 1.73 2.12 2.4 190 1.42 1.91 2.1 200 1.19 1.74 1.8 210 1.15 1.5 1.42 220 1.26 1.44 1.21 230 1.51 1.37 1.02 240 1.88 1.36 0.95 250 2.31 1.45 1 260 2.74 1.59 1.12 270 3.14 1.75 1.35 280 3.46 1.97 1.65 290 3.68 2.14 1.99 300 3.69 2.31 2.27 310 3.55 2.43 2.5 320 3.31 2.5 2.68 330 2.97 2.49 2.74 340 2.55 2.41 2.69 350 2.09 2.29 2.55 360 1.71 2.1 2.32 數據分析：1.於單膜光纖前加上起偏鏡，觀察120度時，光於光纖偏振情況。在光纖未扭轉時，與扭轉90度後的實驗結果，偏振方向並沒有相差90度，可知此單膜光纖中沒有光偏振保持的特性。 2.當使用混模器的光纖微彎法，將高階模離開光纖纖心，留下低階的模態，而能穩定光纖中的傳輸模態，使之平衡分佈。 光纖微彎法 2.PMF noise=0.89v 角度 光纖未扭轉(blue) 光纖扭轉90度(red) 留下TEM0,0(yellow) 0 3.09 1.73 2.43 10 3.23 1.62 1.94 20 3.2 1.15 2.1 30 3.05 1.42 2.25 40 2.89 1.65 2.47 50 2.67 1.99 2.67 60 2.38 2.31 2.95 70 2.01 2.45 3.12 80 1.74 2.64 3.17 90 1.47