Y波導插損測量方法簡析

01 背景

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

Y波導有著尺寸小、重量輕、穩(wěn)定性好的特點，廣泛應用于光纖陀螺儀、光纖水聽器、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鏈路診斷儀（OCI）對Y波導插損進行測量，OCI基于OFDR技術(shù)，可實現(xiàn)分布式插損和回損測量，可輕松診斷光學鏈路沿線分布式損耗和回損。

02 背向散射法測損耗

背向散射法是指定被測件DUT前一點的光功率作為測量回損（RL）的入射光功率，進而獲得RL值。時域曲線包含光纖沿線損耗分布，插損值可通過DUT前后回損值計算得到，公式為：IL=(RL1-RL2)/2。

光頻域反射技術(shù)（OFDR）可通過背向散射法測量整段光纖的回損曲線，利用回損和插損之間的關(guān)系可以得到整條曲線各個點的損耗。

圖1. 背向散射法測量原理

如圖1所示，假定DUT前后測量位置為1、2，其對應的光功率分別為P1、P2，對應的散射系數(shù)分別為α1、α2，則其對應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處的回損分別為：RL1=-10lg(Pr1/P0)、RL2=-10lg(Pr2/P0)。當1、2處光纖的散射系數(shù)相同時，可推導出IL=(RL1-RL2)/2（背向散射法是反射式測量，光信號往返兩次經(jīng)過DUT，因此需除以2）。

03 Y波導插損測量

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

想要測Y波導每個分支插損需要分別從2、3端口接入儀器測量，利用背向散射測插損方法測試2端口和3端口到1端口的插損。

圖2 Y波導測試示意圖

OCI測試Y波導插損結(jié)果如圖3、4所示，按照上述背向散射測插損方法，測得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端口接入插損測試結(jié)果

圖43端口接入插損測試結(jié)果

04 結(jié)論

使用OCI能快速準確測試出Y波導每個分支的插損，形成分布式插損測量，可用于評估Y波導插損參數(shù)和端口耦合質(zhì)量，為器件可靠運行提供保障。

審核編輯：劉清