Y波导插损测量方法简析

01 背景

铌酸锂多功能集成件（Y波导）采用微电子工艺在铌酸锂晶片上制造波导和电极，光纤与波导精密耦合可让外部光源耦合进Y波导中，通过电压调制可实现输入光的起偏、检偏、分束、合束、相位调制等功能。

Y波导有着尺寸小、重量轻、稳定性好的特点，广泛应用于光纤陀螺仪、光纤水听器、光纤电流传感器等其他光纤传感领域。

本文使用高分辨光学链路诊断仪（OCI）对Y波导插损进行测量，OCI基于OFDR技术，可实现分布式插损和回损测量，可轻松诊断光学链路沿线分布式损耗和回损。

02 背向散射法测损耗

背向散射法是指定被测件DUT前一点的光功率作为测量回损（RL）的入射光功率，进而获得RL值。时域曲线包含光纤沿线损耗分布，插损值可通过DUT前后回损值计算得到，公式为：IL=(RL1-RL2)/2。

光频域反射技术（OFDR）可通过背向散射法测量整段光纤的回损曲线，利用回损和插损之间的关系可以得到整条曲线各个点的损耗。

图1. 背向散射法测量原理

如图1所示，假定DUT前后测量位置为1、2，其对应的光功率分别为P1、P2，对应的散射系数分别为α1、α2，则其对应的反射光功率分别为：Pr1=P1×α1、Pr2=P2×α2。

DUT的插损为：IL=-10lg (P2/P1)。

1、2处的回损分别为：RL1=-10lg(Pr1/P0)、RL2=-10lg(Pr2/P0)。当1、2处光纤的散射系数相同时，可推导出IL=(RL1-RL2)/2（背向散射法是反射式测量，光信号往返两次经过DUT，因此需除以2）。

03 Y波导插损测量

如图2所示，在Y波导1端口、2端口、3端口分别熔接保偏光纤，由于OCI测试链路插损采用背向散射法测量，从1端口接入OCI测试Y波导插损，2端口和3端口都有光反射回去，测试的是Y波导整体插损。

想要测Y波导每个分支插损需要分别从2、3端口接入仪器测量，利用背向散射测插损方法测试2端口和3端口到1端口的插损。

图2 Y波导测试示意图

OCI测试Y波导插损结果如图3、4所示，按照上述背向散射测插损方法，测得2端口和3端口到1端口的插损分别为6.84dB和6.37dB。

图3 2端口接入插损测试结果

图43端口接入插损测试结果

04 结论

使用OCI能快速准确测试出Y波导每个分支的插损，形成分布式插损测量，可用于评估Y波导插损参数和端口耦合质量，为器件可靠运行提供保障。

审核编辑：刘清