01 背景

鈮酸鋰多功能集成件（Y波導(dǎo)）采用微電子工藝在鈮酸鋰晶片上制造波導(dǎo)和電極，光纖與波導(dǎo)精密耦合可讓外部光源耦合進(jìn)Y波導(dǎo)中，通過(guò)電壓調(diào)制可實(shí)現(xiàn)輸入光的起偏、檢偏、分束、合束、相位調(diào)制等功能。

Y波導(dǎo)有著尺寸小、重量輕、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光纖陀螺儀、光纖水聽(tīng)器、光纖電流傳感器等其他光纖傳感領(lǐng)域。

本文使用高分辨光學(xué)鏈路診斷儀（OCI）對(duì)Y波導(dǎo)插損進(jìn)行測(cè)量，OCI基于OFDR技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)分布式插損和回?fù)p測(cè)量，可輕松診斷光學(xué)鏈路沿線分布式損耗和回?fù)p。

02 背向散射法測(cè)損耗

背向散射法是指定被測(cè)件DUT前一點(diǎn)的光功率作為測(cè)量回?fù)p（RL）的入射光功率，進(jìn)而獲得RL值。時(shí)域曲線包含光纖沿線損耗分布，插損值可通過(guò)DUT前后回?fù)p值計(jì)算得到，公式為：IL=(RL1-RL2)/2。

光頻域反射技術(shù)（OFDR）可通過(guò)背向散射法測(cè)量整段光纖的回?fù)p曲線，利用回?fù)p和插損之間的關(guān)系可以得到整條曲線各個(gè)點(diǎn)的損耗。

圖1. 背向散射法測(cè)量原理

如圖1所示，假定DUT前后測(cè)量位置為1、2，其對(duì)應(yīng)的光功率分別為P1、P2，對(duì)應(yīng)的散射系數(shù)分別為α1、α2，則其對(duì)應(yīng)的反射光功率分別為：Pr1=P1×α1、Pr2=P2×α2。

DUT的插損為：IL=-10lg (P2/P1)。

1、2處的回?fù)p分別為：RL1=-10lg(Pr1/P0)、RL2=-10lg(Pr2/P0)。當(dāng)1、2處光纖的散射系數(shù)相同時(shí)，可推導(dǎo)出IL=(RL1-RL2)/2（背向散射法是反射式測(cè)量，光信號(hào)往返兩次經(jīng)過(guò)DUT，因此需除以2）。

03 Y波導(dǎo)插損測(cè)量

如圖2所示，在Y波導(dǎo)1端口、2端口、3端口分別熔接保偏光纖，由于OCI測(cè)試鏈路插損采用背向散射法測(cè)量，從1端口接入OCI測(cè)試Y波導(dǎo)插損，2端口和3端口都有光反射回去，測(cè)試的是Y波導(dǎo)整體插損。

想要測(cè)Y波導(dǎo)每個(gè)分支插損需要分別從2、3端口接入儀器測(cè)量，利用背向散射測(cè)插損方法測(cè)試2端口和3端口到1端口的插損。

圖2 Y波導(dǎo)測(cè)試示意圖

OCI測(cè)試Y波導(dǎo)插損結(jié)果如圖3、4所示，按照上述背向散射測(cè)插損方法，測(cè)得2端口和3端口到1端口的插損分別為6.84dB和6.37dB。

圖3 2端口接入插損測(cè)試結(jié)果

圖43端口接入插損測(cè)試結(jié)果

04 結(jié)論

使用OCI能快速準(zhǔn)確測(cè)試出Y波導(dǎo)每個(gè)分支的插損，形成分布式插損測(cè)量，可用于評(píng)估Y波導(dǎo)插損參數(shù)和端口耦合質(zhì)量，為器件可靠運(yùn)行提供保障。

審核編輯：劉清