光纤对准应用的光功率计

智能文字提取功能测试中

光纤对准应用的光功率计   光学对准在光纤元件的装配过程中起着至关重要的作用。这包括在进行机械调整的同时主动监测光功率。期望的结果可能会有所不同，是最小化还是最大化功率。对于需要高度隔离的设备，需要同时优化多个信号。当同时对齐大量通道或端口时，难度会增加。光功率计通过确定对准过程的效率和简单性在该过程中起着至关重要的作用。OPM-200具有多个检测器、快速模拟输出响应、高速功率采样和简单的SCPI命令，非常适合广泛的光学对准应用。OPM-200可以适应840-1700nm的全电信波长范围。对于标准单模和多模应用，2mm探测器是合适的。然而，当处理自由空间对准或更大的芯光纤时，可能需要更大的检测器。图1.使用球透镜和尾纤进行激光对准。（顶部图像未对齐，下部图像对齐）OPM-200提供了11毫米孔径积分球的灵活性，与大多数更大的光束尺寸兼容，并在整个孔径上提供均匀的响应，确保准确的功率测量。在开发对齐过程时，通常从手动对齐开始，然后进行自动化。因此，选择一种能够在这两种应用中都发挥作用的光学功率计至关重要。OPM200具有响应式前面板显示器和USB/以太网可编程功能，提供了从手动校准到自动校准的途径。图2.将Sphere与MPO集成图3:OPM-200功率表前面板，同时显示4个功率级。许多光功率计缺乏显示器，需要计算机和编码才能开始使用。OPM-200通过允许同时显示多达四个通道来解决这一问题，无需编写任何代码即可立即实现。将光纤阵列与多端口设备对齐时，需要监控多个通道。能够同时查看所有通道，可以看到机械调整对所有适用端口的影响，有效地减少了使所有端口对齐的时间。在多光纤的情况下，对齐过程不像最大化单个端口的级别那样简单。通常，它涉及到在阈值以上平衡特定端口的功率级别。单行光纤阵列的典型过程是仅对齐外部光纤以满足所需标准。在这种情况下，假设如果外部纤维符合标准，则中间纤维的排列就足够了。随后可以在排列过程之外对这些中间纤维进行测试和验证，并发现故障。使用OPM-200，可以进一步改进工艺。通过将两个通道分配给外部光纤，将两个信道分配给内部光纤，监控解决方案可以提供更完整的画面，从而提高最终产品的产量。图4.与平面波导对准的光纤阵列通过前面板监控电源时，显示器的响应能力至关重要。在对准过程中进行调整时，功率响应几乎是瞬时的。此实时反馈指示系统是否正在或多或少地对齐。OPM-200拥有所有通道约24fps的多通道刷新率，超过了人类的手动反应时间。一旦对手动对准过程进行了改进，使用相同的光学功率计进行自动对准是有利的。光学对准有两种自动化路线。一种方法涉及对模拟输出进行稳定（稍后讨论），而另一种方法则涉及编写一个简单的程序来读取仪器的电源，并允许计算机控制整个过程。为了与计算机集成，OPM-200通过USB或以太网使用简单的SCPI命令，这在所有计算机上都可用。VISA驱动程序不仅与标准Windows操作系统兼容，还与Linux和macOS兼容，使集成到大多数制造平台变得容易。只需几行代码，就可以从OPM-200读取电源。CPI命令也可以集成到大多数测量执行系统（MES）中，从而提供额外的集成度和自动化程度。图4.获取电源的代码软件从仪器中读取功率的速度越快，就越快与运动机构通信以调整和优化对准。许多高速光功率计不支持快速按需测量，而是批量提供测量或将其保存在缓冲区中。OPM-200可以在<5ms内按需向计算机提供测量结果。甚至可以在模拟域中实现更快的反馈控制。OPM-200提供可监测的0至2.2 V的比例模拟输出响应。它的带宽高达10kHz，甚至适用于最快的自动对准过程。图5.瞬态光信号，显示信号失准（低电压）进入对准（高电压）的模拟输出。在某些情况下，初始对准明显错位，因此无法检测到任何光线。对齐算法需要通过多个位置来找到“初始光线”。灵敏度较低的功率计需要更多的迭代来找到用于检测的最小功率电平。OPM-200的灵敏度为-80 dBm，可以检测最少量的光，减少检测初始光的时间，提高整个制造过程的吞吐量。光功率计在低功率水平下的宽带宽使移动系统能够快速迭代通过位置来检测初始光。较低带宽的系统会阻碍OPM的功率级响应，导致光检测较慢。如果移动系统移动得很快，则光学功率计的响应可能不够快，无法使系统检测到初始光，导致系统需要进一步迭代或更慢地迭代才能找到初始光。许多较低成本的光功率计具有在Hz范围（1-10Hz）内的带宽，用于检测最低水平的功率。这允许在增加平均值的情况下进行稳定的测量，但会导致极其缓慢的响应时间。相比之下，OPM-200在-70dBm功率级下提供1kHz的带宽，允许检测突然的功率变化和容易检测初始光，进一步提高了对准的总速度。OPM-200是用于校准目的的理想光学功率计，在成本效益、高性能和易用性之间取得平衡。它的前面板显示和自动化控制使其易于在制造环境中从流程开发过渡到流程部署。宽带宽、高速随需应变采集和深动态范围的结合，使初始光线能够快速检测，并有效提高制造过程中的整体吞吐量。