基本介紹
- 中文名：穩定光源
- 電路：APC電路/ATC電路
基本信息,技術指標,工作原理,相關電路,ATC電路,APC電路,電路調製,輸出方式,注意事項,
基本信息
穩定光源是指輸出的光功率、波長及光譜寬度等特性都是穩定不變的光源。穩定光源是對光系統發射已知功率和波長的光，其與光功率計結合在一起，可以測量光纖系統的光損耗。對現成的光纖系統，通常也可把系統的發射端機當作穩定光源。如果端機無法工作或沒有端機，則需要單獨的穩定光源。穩定光源的波長應與系統端機的波長儘可能一致。在系統安裝完畢後，經常需要測量端到端損耗，以便確定連線損耗是否滿足設計要求。
技術指標
穩定光源的主要技術指標有：波長、譜寬(指光譜的半幅值寬度)、輸出光功率、穩定性等。下面以日本安立公司MG一921A型穩定光源為例，說明其技術指標：
①型號：MG一921A。
②發光元件：LD。
③波長：(1.3±0.02)μm。
④譜寬：0.005μm以下。
⑤輸出光功率：連線2m多模光纖(50/125μm，NA：0.2)時為-6 dBm以上。連線2m單模光纖(10/125μm，NA：0.1)時為-6 dBm以上。
⑥輸出穩定性：1 dB以下(纖維輸出)。
⑦瞬時穩定性：0．05 dB以下((20±10℃)情況下恆定溫度時，1分鐘的功率變化)。
⑧連線器型號：FC型。
⑨調製：內調製，(270±1%)Hz、占空比50%、峰一峰幅度(6±1)Vp-p。(高阻抗監視器測量)的矩形波，輸入連線器為BNC型。
工作原理
在光通信技術中光纖損耗測量、連線損耗測量及光接收機靈敏度的測鼙等都要用到光源。發光器件一般為半導體雷射器或半導體發光二極體，利用一個光電極管監測雷射管的背向光，測是其輸出功率的大小，並以此控制雷射器的偏置電流，這樣構成一個負反饋環路的自動功率控制(APC)電路，達到穩定功率的H的。同時利用熱敏電阻和致冷器構成自動溫度控制(ATC)電路，達到穩定溫度的目的。
相關電路
ATC電路
一般半導體雷射器(LD)和發光二極體(LED)等發光器件都有溫度特性，隨著溫度的變化(包括環境溫度的變化和光源本身因工作而發熱所引起的溫度變化)其輸出功率亦在改變。因此，穩定光源都設有自動溫度控制電路(ATC)，控制發光器件的環境溫度在一定範圍內。一般常見的ATC電路是利用微型(半導體)致冷器，再用溫度感測器(如熱敏電阻)將溫度的變化信息傳遞給控制電路，以用來控制致冷器的電流，以改變其致冷量，從而保持發光器件周圍的溫度恆定。
APC電路
自動(光)功率控制電路是直接控制發光器件的輸出光功率大小的一種有效措施。因為發光器件輸出光功率的大小與其調製和驅動信號的強度有關(主要指的是調製信號和偏置電流)，因此如果設法對這些信號加以有目的地控制，就可以從另一方面控制發光器件輸出光功率的大小。常見的方法是利用監測探測器，對發光器件的輸出光功率的大小加以監測，再將監測到的信息反饋到發光器件驅動電路的輸入端，去控制驅動電路信號的強弱，類似於電子電路中的負反饋原理。一般發光器件前向輸出光功率的同時，背向也會有光輻射船出來，而且兩者的強弱保持一定的比例，也就是說背向光也反映了發光器件輸出光功率的大小。監測探測器只要將背向光接收下來再反饋至驅動電路輸入端，就可以達到控制功率的目的。例如，如果輸出光功率有增加的趨勢，則背向光亦增強，於是監測控制器輸出信號也會增強，此信號控制放大器增益下降，從而使驅動信號的幅度下降，這樣，發光器件輸出光功率的增加趨勢立即得到抵制，反之亦然。最後使輸出光功率保持穩定。
電路調製
一般穩定光源輸出的光功率有兩種形式，一種是連續光，也就是通常稱的CW光，它是由直流信號驅動的，另一種是由調製信號驅動的。這種調製信號可以是機內振盪器產生的，稱為內調製信號，也可以用外部調製信號(外調製)，內調製信號一般是270Hz左右的一定幅度的方波，而外調製信號則根據需要選擇，但其幅度和頻率一定要符合原機要求。
輸出方式
穩定光源一般以活動連線器的形式輸出，其接口裝在面板上，只要用另一支同規格的活動連線器即可將其引出使用。
注意事項
使用穩定光源時，必須弄清楚技術指標，根據自己的需要選用合適的光源：
(1)注意使用的波長，穩定光源波長應與之相符。
(2)發光元件、輸出光功率和輸出穩定性這三者往往要綜合考慮，一般雷射器光源輸出光功率較大，譜線窄(這對某些對光譜寬度有嚴格要求的場合特別重要)，但穩定性稍差。而發光二極體光源輸出光功率較小，光譜寬度要比LD光源大十倍以上乃至數十倍，但穩定性一般都比LD光源好。應根據使用的場合全面考慮。
(3)一般光源都是用光纖耦合輸出的，因此要注意連線光纖的特性(是單模還是多模)，連線器的型號等問題。同時要注意連線器必須保持清潔，不用時必需蓋上防塵罩，這也是所有光學儀表均應注意的問題。
(4)同時應注意穩定光源的調製方式，以便使用外調製時選擇適合的調製信號。
