DE69801979T2

DE69801979T2 - Messung optischer Verluste

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Publication number: DE69801979T2
Application number: DE69801979T
Authority: DE
Inventors: Bernd Maisenbacher; Siegmar Schmidt
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: EP0926479A1; EP0926479B1; JP2000039378A; US6459478B1; DE69801979D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Messung optischer Verluste, die in der Regel durchgeführt wird, um die optischen Eigenschaften einer optischen Komponente zu bestimmen.
Eine typische Messung optischer Verluste ist die Messung der Reflexionsdämpfung. Die Reflexionsdämpfung (RL) einer optischen Komponente wird allgemein definiert als das Verhältnis der reflektierten optischen Leistung Prück zur einfallenden optischen Leistung Pein mit der Einheit dBopt. Deshalb ist die Reflexionsdämpfung normalerweise eine positive Zahl mit:
RL = -10 log(Pback/Pin) in[dBopt] (Gl. 1)
Fig. 1a zeigt eine Anordnung zur Bestimmung der Reflexionsdämpfung mittels eines RL-Messgeräts 10 mit Lichtwellenleiter. Das RL-Messgerät 10 umfasst eine Quelle 20 (z. B. eine Laserquelle), einen Empfänger 30 (z. B. einen optischen Leistungsmesser), einen LWL-Koppler 40 und einen Anschluss 50 (z. B. einen Frontplattenanschluss) von dem RL-Messgerät 10 zu einem Prüfobjekt (DUT) 60.
Der LWL-Koppler 40 ist normalerweise als LWL-Schmelzkoppler ausgeführt, wie in Fig. 3a abgebildet. Der LWL-Koppler 40 umfasst einen ersten Lichtwellenleiter mit einem ersten Ende 41 und einem zweiten Ende 42 sowie einen zweiten Lichtwellenleiter mit einem dritten Ende 43 und einem vierten Ende 44. Der erste und der zweite Lichtwellenleiter sind so aneinander gekoppelt, dass ein Signal von einer Seite (z. B. Ende 41) in die Enden (z. B. Enden 42 und 43) der anderen Seite eingekoppelt ist. Der LWL-Koppler 40 sorgt für eine strenge Richtwirkung, so dass der einfallende Strahl auf einer Seite aufgespalten wird (z. B. in gleiche Teile) und an die Enden der gegenüberliegenden Seite angelegt wird, während nur ein kleiner Teil (z. B. etwa 10&supmin;&sup6; bis 10&supmin;&sup7;) des einfallenden Strahls am anderen Ende der Seite des einfallenden Strahls reflektiert wird.
Wenn am Ende 41 eine optische Leistung Ps angelegt wird, kann am Ende 42 eine optische Leistung M gemessen werden, die im Wesentlichen der optischen Leistung Ps entspricht, mit M = t1 · Ps. Wenn ein Objekt mit einem vorgegebenen Reflexionsvermögen R an das Ende 44 angekoppelt wird, kann am Ende 43 eine optische Reflexionsleistung P gemessen werden, mit
P = c1·M·R + c2·M (Gl. 2),
wobei c1 und c2 allgemeine Faktoren darstellen, die von den Eigenschaften des LWL- Kopplers 40 abhängig sind.
Vor der Messung der Reflexionsdämpfung des DUT 60 muss eine Kalibrierung des RL-Messgeräts 10 durchgeführt werden, z. B. wie von Christian Hentschel in "Fiber Optics Handbook", 3. Auflage, März 1989, Hewlett-Packard, auf Seite 188 beschrieben. Wie in Fig. 1b gezeigt, ist dabei ein Kabel 70 an den Anschluss 50 angeschlossen. Das Kalibrier- und Messverfahren der Reflexionsdämpfung besteht aus drei Schritten. In einem ersten Schritt wird die Kalibrieranordnung vorbereitet, wobei ein Anschluss 80 des Kabels 70 offen ist. Ein Leistungsmesser des Empfängers 30 zeigt eine Leistung P&sub1; an. In einem zweiten Schritt wird der Anschluss 80 in Öl eingetaucht, um Reflexionen am Ende des Lichtwellenleiters zu vermeiden. Es wird eine Messung der unerwünschten Reflexionen von dem Paar aus Anschluss 50 und Anschluss 90 des Kabels 70 durchgeführt. Der Leistungsmesser zeigt nun P&sub2; an. Danach kann auf der Basis der gemessenen Leistungswerte P&sub1; und P&sub2; die Kalibrierung durchgeführt werden. Als Letztes wird das DUT 60 an den Anschluss 80 angeschlossen und Messungen des DUT 60 können in einem dritten Schritt ausgeführt werden (siehe Fig. 1c).
Zu weiteren Details über Messungen der Reflexionsdämpfung siehe Dennis Derickson, "Fiber Optic Test and Measurement", ISBN 0-13-534330-5, 1989, z. B. auf S. 387ff und 461ff.
Eine weitere typische Messung optischer Verluste ist die Messung der Einfügungsverluste. Die Einfügungsverluste (IL) einer optischen Komponente werden allgemein definiert als das Verhältnis der übertragenen optischen Leistung Paus zur einfallenden optischen Leistung Pein mit der Einheit dBopt:
IL = -10 log(Pout/Pin) in[dBopt] (Gl. 3)
Fig. 2a zeigt eine typische Messanordnung zur Messung der Einfügungsverluste, im Wesentlichen unter Verwendung der selben Messkomponenten wie bei der Messung der Reflexionsdämpfung in Fig. 1. Die Quelle 20 kann über den LWL-Koppler 40 oder direkt an den Anschluss 50 angekoppelt werden, der wiederum über das Kabel 70 an das DUT 60 angekoppelt ist. Ein anderes Ende des DUT 60 ist über einen Anschluss 100 an den Empfänger 30 angekoppelt. Wiederum muss vor der Messung grundsätzlich eine Kalibrierung der Messanordnung durchgeführt werden.
Fig. 2b zeigt einen Kalibrierschritt für die Messung der Einfügungsverluste. Die Anschlüsse 80 und 100 sind direkt aneinander angekoppelt, und der Empfänger 30 misst die Ausgangsleitung Paus. Für eine Messung wird das DUT 60 zwischen die Anschlüsse 80 und 100 eingefügt, wie in Fig. 2a gezeigt. Zu weiteren Details über typische Messungen der Reflexionsdämpfung siehe Christian Hentschel, "Fiber Optics Handbook", 3. Auflage, März 1989, Hewlett-Packard, auf Seite 188 oder Dennis Derickson, "Fiber Optic Test and Measurement", ISBN 0-13-534330-5, 1989, S. 21-22, 339-382 und 454- 457.
Bei den meisten Anwendungen wird die Kalibrierung der Messungen der Reflexionsdämpfung mit einem speziellen Referenzkabel 70R als Kabel 70 durchgeführt. Das Referenzkabel 70R liefert normalerweise definierte Reflexionsdämpfung und einen minimalen Einfügungsverlust, z. B. durch minimierte mechanische Toleranzen und besonders sorgfältiges Polieren, und es erlaubt eine genau definierte Kalibrierung in einer definierten Messumgebung. Danach werden "normale" Messungen des DUT 60, unter Verwendung eines "gewöhnlichen" so genannten Kundenkabels 70K als Kabel 70 durchgeführt. Es wird dringend empfohlen, unterschiedliche Kabel für die Kalibrierung und Messung zu verwenden, da der Anschluss 80 (des Referenzkabels 70R) beschädigt werden kann, wenn die DUTs 60 häufig gewechselt werden.
Wenn unterschiedliche Kabel 70 für die Kalibrierung und Messung verwendet werden, könnten aufgrund der mechanischen Toleranzen der LWL-Anschlüsse allerdings auch die Einfügungsverluste der unterschiedlichen Kabel 70 unterschiedlich sein. Eine Veränderung von x dB an einem bestimmten Anschluss ergibt einen Messfehler von 2x dB bei der Messung der Reflexionsdämpfung und verringert allgemein deren Genauigkeit, weil jede Veränderung der Verluste in der Messanordnung sich auf den am Empfänger 30 ermittelten Leistungswert auswirkt. Bei Messungen der Reflexionsdämpfung durchläuft die Strahlung zweimal die Verbindung des RL-Messgeräts 10 zum daran befestigten Kabel, vorwärts und rückwärts, wodurch es sich doppelt als Veränderung der Verluste bei den Ergebnissen der Messungen der Reflexionsdämpfung auswirkt.
Andere Ungenauigkeiten bei der Messung der Reflexionsdämpfung könnten auf Schwankungen der Ausgangsleistung (z. B. eine Zeit- oder temperaturabhängige Drift) und/oder des optischen Spektrums der Quelle 20 zurückzuführen sein. Dies führt zu Schwankungen bei den Einfügungs- und Reflexionsdämpfung der Komponenten, die an der jeweiligen Messanordnung beteiligt sind, z. B. des Anschlusses 50.
EP-A-412357 beschreibt ein Lichtwellen-Prüfgerät, das mit einem bestehenden Hochfrequenzvektor- oder einem skalaren Netzwerk-Analysesystem zur Durchführung kalibrierter elektrooptischer, optoelektronischer, optischer und/oder elektrischer Messungen in optischen Systemen, Teilsystemen und zugehörigen Komponenten zusammengeschaltet ist.
EP-A-453816 beschreibt ein optisches Zeitbereich-Reflektometer, OTDR, mit einem Referenzlichtwellenleiter, der zwischen einen LWL-Koppler und einen Frontplattenanschluss eingefügt wurde, um einen von dem geprüften Lichtwellenleiter unabhängigen Referenz-Rückstreuwert zu ermitteln. Der Referenzwert dient dazu, die Qualität der Frontplattenverbindung zwischen dem OTDR und dem geprüften Lichtwellenleiter zu bestimmen und die Schalttechnik von Sender und Empfänger im OTDR zu überprüfen und zu justieren. Der Referenz-Lichtwellenleiter erlaubt außerdem die Ermittlung von Reflexionsdaten des Frontplattenanschlusses, wenn als LWL-Koppler eine Bragg-Zelle verwendet wird.
In der US-Patentschrift A-4 309 105 werden die optischen Leistungsmerkmale von LWL-Komponenten und Baugruppen in genauer, einheitlicher und stabiler Weise auf ihre Qualität geprüft. Die Vorrichtung erlaubt Abnahmeprüfungen der LWL-Komponente /Baugruppe eines Lieferanten, indem ihr optischer Übertragungsgrad mit dem Grad eines ähnlichen, bekannten Abnahmekabels oder eines Kalibrierkabels verglichen wird, wobei die beiden letzteren Kabel in die Vorrichtung integriert sind. Es können noch andere optische Parameter geprüft werden, um zusätzliche Leitungsverluste wie Einfügungsverluste, optische Kontinuität, Signalmodulation usw. zu ermitteln. Die Stabilität des Prüfverfahrens wird durch die Verwendung einer variablen, kalibrierten Leistungsquelle gewährleistet. Die Genauigkeit des Verfahrens wird erreicht, indem Licht von einer gemeinsamen optischen Quelle gleichzeitig sowohl an die Kabel der Vorrichtung als auch an die zu prüfende LWL-Komponente/Baugruppe angelegt wird. Diese Anordnung verhindert, dass eine Amplitudendrift der optischen Quelle und des Detektors der Vorrichtung die Gültigkeit nachfolgender relativer Messungen der optischen Ausgangswerte beeinflusst.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kalibrierung und/oder Messung der Verluste für optische Komponenten bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen verbesserten LWL-Koppler, wie in Anspruch 10 dargelegt, der es erlaubt, den Einfluss der Reflexion auf die Messergebnisse zu verringern.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft die Kalibrierung eines Systems zur Bestimmung eines optischen Verlusts eines Prüfobjekts DUT, wie in Anspruch 1 dargelegt, und die Bestimmung einer Reflexionsdämpfung des DUT wie in Anspruch 3 dargelegt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine weiter verbesserte Bestimmung der Reflexionsdämpfung des DUT wie in Anspruch 5 und 7 dargelegt.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft die Bestimmung der Einfügungsverluste des DUT wie in Anspruch 8 dargelegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Aufgaben und viele von ihnen abhängige Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus und werden verständlicher durch den Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden. Auf Merkmale, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich ausgeführt sein können, wird mit dem selben Referenzzeichen verwiesen.
Fig. 1a, 1b und 1c zeigen Anordnungen nach dem Stand der Technik zur Bestimmung der Reflexionsdämpfung mittels eines RL-Messgeräts mit Lichtwellenleiter,
Fig. 2a und 2b zeigen Anordnungen nach dem Stand der Technik zur Bestimmung der Einfügungsverluste,
Fig. 3a zeigt einen LWL-Koppler 40 nach dem Stand der Technik,
Fig. 3b zeigt einen LWL-Koppler 40A nach einem ersten Aspekt der Erfindung, und
Fig. 4a bis 4e zeigen verschiedene Messanordnungen zur Durchführung von Kalibrierungen und der Messung optischer Verluste nach einem zweiten und einem dritten Aspekt der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 3b zeigt einen verbesserten LWL-Koppler 40A nach einem ersten Aspekt der Erfindung, der eine verbesserte Messung und Auswertung der optischen Verluste erlaubt. Der LWL-Koppler 40A umfasst einen ersten Koppler 150, der mit einem Ende an einen zweiten Koppler 160 angekoppelt ist. Der erste 150 und der zweite 160 Koppler haben eine strenge Richtwirkung und können in Übereinstimmung mit dem LWL-Koppler 40 wie oben beschrieben aufgebaut sein. Eine optische Leistung Ps von der Quelle 20 kann an einem ersten Eingang 170 des ersten Kopplers 150 eingespeist werden. Die optische Leistung Ps wird aufgespalten und ein Teil davon (Faktor t1) wird an einem ersten Ausgang 180 eingekopppelt, ein anderer Teil (Faktor t2) wird an den zweiten Koppler 160 angelegt. Der zweite Koppler 160 koppelt wiederum einen Teil (Faktor k1) an einem zweiten Ausgang 190 ein, der an den Anschluss 50 angekoppelt werden kann. Ein Teil des Ausgangssignals am zweiten Ausgang 190 gelangt zum zweiten Ausgang 190 zurück und wird an den dritten Ausgang 200 des zweiten Kopplers 160 eingekoppelt (Faktor k2).
Im Allgemeinen umfasst der LWL-Koppler 40A den ersten Eingang 170 zum Empfangen der optischen Leistung Ps von einer oder mehreren Quellen, z. B. von Quelle 20, den ersten Ausgang 180 zum Bereitstellen einer optischen Leistung M, die im Wesentlichen der optischen Leistung Ps am ersten Eingang 170 entspricht, den zweiten Ausgang 190 zum Auskoppeln eines Stimulussignals, das der optischen Leistung Ps am ersten Eingang 170 entspricht, sowie zum Empfangen eines Reaktionssignals auf das angelegte Stimulussignal und den dritten Ausgang 200 zum Bereitstellen einer optischen Reflexionsleistung P, die im Wesentlichen dem am zweiten Ausgang 190 empfangenen Reaktionssignal entspricht.
Da der erste 150 und zweite 160 Koppler mit einer strengen Richtwirkung gekoppelt sind, erlaubt der LWL-Koppler 40A eine genauere Messung als der LWL-Koppler 40. Der LWL-Koppler 40A erlaubt es, bei der Messung einer optischen Leistung M den Einfluss einer Reflexion auf die gemessenen optischen Reflexionsleistung P zu verringern.
Ein optischer Leistungsmesser 210 (z. B. eine Kontrolldiode), der an den ersten Ausgang 180 angekoppelt ist, misst die optische Leistung M, die im Wesentlichen der optischen Leistung Ps am ersten Eingang 170 entspricht:
M = t1·Ps (Gl. 4a).
Ein zweiter optischer Leistungsmesser 220, z. B. als Teil des Empfängers 30, der an den dritten Ausgang 200 angekoppelt ist, misst die optische Reflexionsleistung P:
P = Ps·t2·k1·k2·R·Ppara (Gl. 4b),
wobei R das Reflexionsvermögen des DUT 60 darstellt. Ppara stellt eine parasitäre Leistung dar, die z. B. durch die Richtwirkung des zweiten Kopplers 160 oder Rückstreuung z. B. des Kabels 70, Reflexionen der Anschlüsse usw. hervorgerufen werden kann. Die parasitäre Leistung Ppara wird aus der optischen Leistung M und einem Streufaktor s ermittelt:
Ppara = t2·s·M (Gl. 4c).
Wenn man einen Faktor c1, mit
c1 = t2·k1·k2/t1 (Gl. 4d)
und einen Faktor c2, mit
c2 = t2·s (Gl. 4e)
einführt, kann die optische Leistung P am dritten Ausgang 200 oben in Gleichung 2 wie folgt beschrieben werden:
P = c1·M·R + c2·M (Gl. 2).
Der LWL-Koppler 40A nach der Erfindung erlaubt eine verbesserte Überwachung der Schwankungen und Fluktuationen der Quelle 20, wodurch die Genauigkeit der Messung optischer Verluste verbessert wird.
Da die optischen Leistungen P und M in Gleichung 2 durch Messung ermittelt werden können, ist es einleuchtend, dass mindestens drei verschiedene Messungen vorgenommen werden müssen, um die übrigen Größen c1, c2 und R in Gleichung 2 zu bestimmen.
Fig. 4a bis 4e zeigen verschiedene Messanordnungen für die Durchführung von Kalibrierungen und Messungen optischer Verluste nach einem zweiten und einem dritten Aspekt der Erfindung. Die Erfindung wird im Folgenden unter Verwendung des LWL- Koppiers 40A nach dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben. Man bedenke aber, dass der LWL-Koppler 40A nur ein optionales Element ist, das für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung nicht erforderlich ist, sondern lediglich für eine weiter verbesserte Messung optischer Verluste sorgt. Außerdem wird die Erfindung im Folgenden unter Verwendung geeigneter Mittel zur Bestimmung der optischen Leistung M beschrieben. Falls die optische Leistung M nicht gemessen wird, müssen alle Verhältnisse mit M in der folgenden Gleichung (M.../M...) auf 1 gesetzt werden.
In Fig. 4a bis 4e muss die Quelle 20 an den ersten Eingang 170 des LWL-Kopplers 40A angeschlossen werden, um die optische Leistung Ps einzuspeisen, und der optische Leistungsmesser 210 muss an den ersten Ausgang 180 angekoppelt werden, um die optische Leistung M zu messen. In Fig. 4a bis 4d muss der optische Leistungsmesser 220, z. B. als Teil des Empfängers 30, an den dritten Ausgang 200 angekoppelt werden, um eine optische Reflexionsleistung P zu überwachen und zu messen. Falls der LWL- Koppler 40 nach dem Stand der Technik anstelle des LWL-Kopplers 40A nach dem ersten Aspekt der Erfindung verwendet wird, müssen die Quelle 20 und der Empfänger 30 wie in Fig. 1 und 2 gezeigt angeschlossen werden.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine verbesserte Messung und Auswertung der Reflexionsdämpfung.
Fig. 4a zeigt eine erste Messanordnung zur Durchführung eines Messschritts A. Der LWL-Koppler 40A ist an das definierte Referenzkabel 70R angekoppelt, wobei der Anschluss 80 offen ist. Während des Messschritts A misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert Mref und der optische Leistungsmesser 220 einen Wert Pref.
Fig. 4b zeigt eine zweite Messanordnung für die Durchführung eines Messschritts B. Das Referenzkabel 70R wurde ausgetauscht und der LWL-Koppler 40A ist nun an das Kundenkabel 70C angekoppelt. Das Ende des Kundenkabels 70C muss derart beschaffen sein dass keine, oder keine nennenswerte, Reflexion am Ende des Kundenkabels 70C auftritt, so dass das Reflexionsvermögen R = 0 ist. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem das Ende des Kabels 70C in Öl eingetaucht wird oder indem, wie durch Pfeil 250 angezeigt, ein Endknoten eingefügt wird. Während des Messschritts B misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert Mpara. Der optische Leistungsmesser 220 misst einen Wert Ppara, der das parasitäre Verhalten des Kundenkabels 70C und der Anschlüsse 50, 90 und 80 darstellt.
Fig. 4c zeigt eine dritte Messanordnung für die Durchführung eines Messschritts C. Das Kundenkabel 70C ist nun zwischen dem LWL-Koppler 40A und dem DUT 60 gekoppelt. Das Ende des DUT 60 muss derart beschaffen sein, dass keine, oder keine nennenswerte, Reflexion auftritt. Dies geschieht vorzugsweise, wie in Fig. 4d gezeigt, indem ein weiteres Kabel 310 am Ende des DUT 60 angekoppelt wird, das ebenso beschaffen ist wie das Kabel 70C in Fig. 4b. Während des Messschritts C misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert MDUT und der optische Leistungsmesser 220 misst einen Wert PDUT.
Wenn man die Ergebnisse der Messungen von Fig. 4a, 4b und 4c in Gleichung 2 verwendet, ergibt sich:
Pref = c1·Mref·Rref + c2·Mref (Gl. 5a)
Ppara = 0 + c2·Mpara (Gl. 5b)
PDUT = c1·MDUT·RDUT + c2·MDUT (Gl. 5c)
Wenn man die Gleichungen 5a, 5b und 5c löst, um das Reflexionsvermögen RDUT des DUT 60 zu ermitteln, ergibt sich:
RDUT = (PDUT - (MDUT/Mpara)·Ppara)/(Pref - (Mref/Mpara)·Ppara) ·Rref·(Mref/MDUT) (Gl. 6)
Die Reflexionsdämpfung RLDUT des DUT 60 können wie folgt bestimmt werden:
RLDUT = -10 log[RDUT] (Gl. 7a)
Aus der Anwendung von Gleichung 6 ergibt sich:
RLDUT = -10 log[(PDUT - (MDUT/Mpara)·Ppara)/(Pref - (Mref/Mpara)·Ppara) ·(Mref/MDUT)] - 10 log[Rref] (Gl. 7b)
und mit RLref = -10 log[Rref] ergibt sich:
RLDUT = -10 log[(PDUT - (MDUT/Mpara)·Ppara)/(Pref - (Mref/Mpara)·Ppara) ·(Mref/MDUT)] + RLref (Gl. 7c).
Falls die optische Leistung M nicht gemessen wird, sind (Mref/MDUT) und (MDUT/Mpara) gleich 1; daraus ergibt sich eine Reflexionsdämpfung von:
RLDUT = -10 log[(PDUT - Ppara)/(Pref - Ppara)] + RLref (Gl. 7d).
Die Reflexionsdämpfung RLDUT ergibt sich aus den obigen Gleichungen 7b, 7c oder 7d, indem das jeweilige Messergebnis aus den Messschritten A, B und C eingetragen wird.
Eine genauere Bewertung der Messanordnungen in Fig. 4 zeigt allerdings, dass die (z. B. vom RL-Messgerät 220) gemessene Reflexionsdämpfung RLDUT nicht unbedingt die tatsächlichen Reflexionsdämpfung RLaDUT des DUT 60 sind, sondern dass sie durch den Anschluss (z. B. Anschluss 50) zwischen der Messvorrichtung (z. B. dem RL- Messgerät 220) und dem DUT 60 beeinflusst werden können. Der gemessene Wert der Reflexionsdämpfung RLDUT wird durch einen Verlustschwankungsfaktor Δ(Verlust) beeinflusst, der z. B. auf mechanische Toleranzen zurückzuführen ist und doppelt in die Gleichung der Reflexionsdämpfung einfließt:
RLaDUT = RLDUT + 2·Δ(loss) (Gl. 8)
Nach dem dritten Aspekt der Erfindung kann der Verlustschwankungsfaktor Δ(Verlust) ermittelt werden, indem bei bestimmten Messanordnungen am Ende des DUT 60 ein zusätzlicher Leistungsmesser 300 zur Messung einer optischen Leistung E eingefügt wird.
Zur Verbesserung von Messschritt A in Fig. 4a nach dem dritten Aspekt wird der Leistungsmesser 300 an den Anschluss 80 des Referenzkabels 70R angekoppelt. Während Messschritt A misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert Mref, und der optische Leistungsmesser 300 misst einen Wert Eref.
Fig. 4d zeigt eine vierte Messanordnung zur Durchführung eines Messschritts D zum Zweck des dritten Aspekts. Der LWL-Koppler 40A ist an das Kundenkabel 70C angekoppelt, und der Leistungsmesser 300 ist nun an den Anschluss 80 des Kundenkabels 70C angekoppelt. Während des Messschritts D misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert MKunde und der optische Leistungsmesser 300 misst einen Wert EKunde.
Da die optische Leistung E im Wesentlichen proportional zur optischen Leistung Ps und damit zur optischen Leistung M ist, können die folgenden Gleichungen festgelegt werden:
Eref = aref·Mref (Gl. 9a)
Ecust = acust·Mcust (Gl. 9b)
Daraus ergibt sich:
(aref/acust) = (Eref/Ecust)·(Mcust/Mref) (Gl. 9c)
und mit der Definition:
Δ(loss) = -10 log[(acust/aref)] (Gl. 9d)
ergibt sich der Verlust-Schwankungsfaktor:
Δ(loss) = -10 log[(Ecust/Eref)·(Mref/Mcust)] (Gl. 10a)
Falls die optische Leistung M nicht gemessen wird, beträgt der Verlustschwankungsfaktor:
Δ(loss) = -10 log[(Ecust/Eref)] (Gl. 10b)
Unter Einbeziehung von Gleichung 8 kann die tatsächliche Reflexionsdämpfung RLaDUT also ermittelt werden als:
RLaDUT = RLDUT + 2·Δ(loss) (Gl. 11a)
und zusammen mit Gleichung 10a als:
RLaDUT = RLDUT - 20 log[(Ecust/Eref)·(Mref/Mcust)] (Gl. 11b)
oder mit Gleichung 10b als:
RLaDUT = RLDUT - 20 log[(Ecust/Eref)] (Gl. 11c)
Fig. 4e zeigt eine fünfte Messanordnung nach einem vierten Aspekt der Erfindung zur Bestimmung der Einfügungsverluste IL des DUT 60, die in einem Messschritt E durchgeführt wird. Das Kundenkabel 70C ist zwischen dem LWL-Koppler 40A und dem DUT 60 gekoppelt, und der Leistungsmesser 300 ist an das Ende des DUT 60 gekoppelt, vorzugsweise über ein weiteres Kabel 320, wobei das Kabel 310 als Kabel 320 verwendet werden kann. Während des Messschritts E misst der optische Leistungsmesser 210 einen Wert MIL und der optische Leistungsmesser 300 misst einen Wert EIL.
Unter Verwendung der Definition aus Gleichung 3 können die Einfügungsverluste ILDUT des DUT 60 ermittelt werden als:
ILDUT = -10 log[(EIL/Ecust)·(Mcust/MIL)] (Gl. 11a).
Falls die optische Leistung M nicht gemessen wird, beträgt der Einfügungsverlust ILDUT des DUT 60:
ILDUT = -10 log[(EIL/Ecust)] (Gl. 11b).

Claims

1. Verfahren zum Kalibrieren eines Systems zur Feststellung der optischen Verluste eines Prüfobjekts DUT (60); dabei umfasst das System einen LWL-Verzweiger (40, 40A) zum Empfangen einer optischen Eingangsleistung (Ps) an einem ersten Eingang (170), Auskoppeln eines Stimulussignals an einem ersten Ausgang (190), das von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, Empfangen eines Reaktionssignals auf das angelegte Stimulussignal und zur Bereitstellung einer zurückgelangenden optischen Leistung (P) an einem dritten Ausgang (200), die von dem empfangenen Reaktionssignal abgeleitet wurde; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

(a) Ankoppeln eines Referenzkabels (70R) mit dem Reflexionsvermögen Rref an den ersten Ausgang (190) des LWL-Verzweigers (40, 40A) und Messen eines Wertes Pref der zurückgelangenden optischen Leistung (Fig. 4a);

(b) Ersetzen des Referenzkabels (70R) durch ein Kundenkabel (70K), wobei ein Ende des Kundenkabels (70K), welches zum Messen des DUT (60) geeignet ist, derart beschaffen ist, dass keine, oder keine nennenswerte, Reflexion auftritt, und Messen eines Wertes Ppara der zurückgelangenden optischen Leistung (Fig. 4b);

(c) Kalibrieren des Systems unter Verwendung der Werte Rref, Pref und Ppara.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der LWL-Verzweiger (40, 40A) außerdem eine optische Referenzleistung (M) an einem zweiten Ausgang (180) bereitstellt, die von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, und wobei:

Schritt (a) den Schritt des Messens eines Wertes Mref der optischen Referenzleistung umfasst,

Schritt (b) den Schritt des Messens eines Wertes Mpara der optischen Referenzleistung umfasst, und

Schritt (c) den Schritt des Kalibrierens des Systems unter Verwendung der Werte Rref, Mref, Pref, Mpara und Ppara umfasst.

3. Verfahren zur Feststellung der Reflexionsdämpfung eines Prüfobjekts DUT (60) in einem System, bestehend aus einem LWL-Verzweiger (40, 40A) zum Empfangen einer optischen Eingangsleistung (Ps) an einem ersten Eingang (170), Auskoppeln eines Stimulussignals an einem ersten Ausgang (190), das von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, Empfangen eines Reaktionssignals auf das angelegte Stimulussignal und zur Bereitstellung einer zurückgelangenden optischen Leistung (P) an einem dritten Ausgang (200), die aus dem empfangenen Reaktionssignal abgeleitet wurde; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

(b) Ersetzen des Referenzkabels (70R) durch ein Kundenkabel (70K), wobei ein Ende des Kundenkabels (70K) derart beschaffen ist, dass keine, oder keine nennenswerte, Reflexion auftritt, und Messen eines Wertes Ppara der zurückgelangenden optischen Leistung (Fig. 4b);

(c) Ankoppeln des Kundenkabels (70K) zwischen dem ersten Ausgang (190) des LWL-Verzweigers (40, 40A) und dem DUT (60), wobei ein Ende des DUT (60) derart beschaffen ist, dass keine, oder keine nennenswerte, Reflexion auftritt, und Messen eines Wertes PDUT der zurückgelangenden optischen Leistung (Fig. 4c); und

(d) Feststellen der Reflexionsdämpfung des DUT (60) unter Verwendung der Werte Rref, Pref, Ppara und PDUT.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der LWL-Verzweiger (40, 40A) außerdem eine optische Referenzleistung (M) an einem zweiten Ausgang (180) bereitstellt, die von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, und wobei:

Schritt (a) einen Schritt des Messens eines Wertes Mref der optischen Referenzleistung umfasst,

Schritt (b) einen Schritt des Messens eines Wertes Mpara der optischen Referenzleistung umfasst, und

Schritt (c) einen Schritt des Messens eines Wertes MDUT der optischen Referenzleistung umfasst, und

Schritt (d) einen Schritt der Feststellung der Reflexionsdämpfung des DUT (60) unter Verwendung der Werte Rref, Mref, Pref, Mpara, Ppara, MDUT und PDUT umfasst.

5. Verfahren zur Feststellung eines Reflexionsdämpfungs-Abweichungsfaktors (Δ(Verlust)) eines Prüfobjekts DUT (60) in einem System, bestehend aus einem LWL-Verzweiger (40, 40A) zum Empfangen einer optischen Eingangsleistung (Ps) an einem ersten Eingang (170), Auskoppeln eines Stimulussignals an einem ersten Ausgang (190), das von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, Empfangen eines Reaktionssignals auf das angelegte Stimulussignal und zur Bereitstellung einer zurückgelangenden optischen Leistung (P) an einem dritten Ausgang (200), die aus dem empfangenen Reaktionssignal abgeleitet wurde; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

(a) Ankoppeln (Fig. 4a) eines Referenzkabels mit einem Ende an den ersten Ausgang (190) des LWL-Verzweigers (40, 40A) und Messen eines Wertes Eref einer optischen Ausgangsleistung (E) am anderen Ende des Referenzkabels (70R);

(b) Ersetzen (Fig. 4d) des Referenzkabels (70R) durch ein Kundenkabel (70K) und Messen eines Wertes EKunde einer optischen Ausgangsleistung (E) am anderen Ende des Kundenkabels (70K);

(c) Feststellen des Reflexionsdämpfungs-Abweichungsfaktors (Δ(Verlust)) des DUT (60) unter Verwendung der gemessenen Werte Eref und EKunde.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der LWL-Verzweiger (40, 40A) außerdem eine optische Referenzleistung (M) an einem zweiten Ausgang (180) bereitstellt, die von der optischen Eingangsleistung (Ps) abgeleitet wurde, und wobei:

Schritt (b) den Schritt des Messens eines Wertes MKunde der optischen Referenzleistung umfasst, und

Schritt (c) den Schritt der Feststellung des Reflexionsdämpfungs-Abweichungsfaktors (Δ(Verlust)) des DUT (60) unter Verwendung der gemessenen Werte Mref, Eref, MKunde und EKunde umfasst.

7. Verfahren zur Feststellung der Reflexionsdämpfung (RLaDUT) eines Prüfobjekts DUT (60), bestehend aus den Schritten:

Feststellen eines ersten Werts (RLDUT) der Reflexionsdämpfung, vorzugsweise nach Anspruch 3 oder 4, und

Feststellen eines Reflexionsdämpfungs-Abweichungsfaktors (Δ(Verlust)) nach Anspruch 5 oder 6, und

Feststellen der Reflexionsdämpfung (RLaDUT) unter Verwendung des ersten Werts (RLDUT) der Reflexionsdämpfung und des Reflexionsdämpfungs- Abweichungsfaktors (Δ(Verlust)).