.webp)
Os medidores de potência óptica para teste de componentes de fibra óptica utilizam fotodiodos semicondutores como detectores para gerar corrente elétrica proporcional à potência óptica incidente. Essa fotocorrente é então medida, tipicamente com um amplificador de transimpedância e um conversor analógico-digital, para determinar a potência. Isso requer o fator de conversão de corrente (mA) para potência (mW), que depende do comprimento de onda da luz e combina contribuições das propriedades do detector, bem como de qualquer componente óptico utilizado para coletar a luz. A calibração do medidor de potência, portanto, envolve a medição e o registro rastreáveis da responsividade dependente do comprimento de onda e a inclusão desses dados no instrumento.
A responsividade é um dos principais fatores a serem considerados na escolha de um medidor de potência óptica para uma aplicação específica. Primeiramente, o instrumento deve ser calibrado no comprimento de onda da luz para determinar com precisão o nível de potência absoluta. Se apenas a variação relativa de potência for medida, como na determinação da atenuação de um componente óptico passivo, esse fator de calibração não é necessário. No entanto, ainda é imprescindível que o detector tenha responsividade suficiente para esse comprimento de onda. Para medir luz distribuída em uma faixa de comprimentos de onda ou cujo comprimento de onda não seja conhecido com precisão, também é importante que a variação da responsividade em função do comprimento de onda não seja muito grande.
A Figura 1 mostra exemplos de espectros de responsividade para medidores de potência óptica baseados em três materiais semicondutores comumente usados. Esses são dados reais de calibração para instrumentos individuais e as curvas podem variar um pouco de unidade para unidade, mas os formatos espectrais são determinados principalmente pelo material do detector. Os valores exibidos no eixo y correspondem aproximadamente à eficiência de conversão em mA/mW. Para comprimentos de onda suportados por fibra monomodo padrão, de cerca de 1250 nm a 1650 nm, o detector InGaAs (como o usado aqui na cabeça óptica 81624B da fiber-mart.com) oferece o melhor desempenho, com alta responsividade e dependência relativamente baixa do comprimento de onda. O InGaAs (na verdade, uma abreviação para a fórmula química da liga InxGa1-xAs), como um semicondutor de gap direto, também costuma apresentar o menor nível de ruído, o que permite medições de potência na mais ampla faixa dinâmica.
O detector de germânio é útil em uma faixa de comprimento de onda ainda mais ampla e é menos caro, tornando-o uma boa opção para medidores de potência de uso geral. No entanto, a forte dependência do comprimento de onda acima de aproximadamente 1545 nm torna as medições mais sensíveis à incerteza ou instabilidade do comprimento de onda.
Medição de potência óptica de 850 nm
As ligações de fibra óptica para transmissão em curtas distâncias, como em edifícios e centros de dados, utilizam predominantemente fibra multimodo e sinais em 850 nm. Outro comprimento de onda menos comum usado com essa fibra é 1300 nm. O comprimento de onda aqui apresentado é um valor nominal e o comprimento de onda real pode variar substancialmente. Por exemplo, o padrão IEEE 802.3 exige que o comprimento de onda central esteja entre 840 nm e 860 nm. Outras aplicações podem tolerar uma variação de comprimento de onda maior. Se o comprimento de onda real dessas fontes não for usado para realizar a medição da potência óptica, essa variação contribui para a incerteza da medição. Considerando isso, o detector de silício apresenta vantagens claras. A responsividade é cerca de cinco vezes maior do que a do germânio, que por sua vez é maior do que a do detector InGaAs. Mas o mais importante para medir níveis de sinal moderados, como 1 mW, é a dependência do comprimento de onda, conforme mostrado em detalhe para esse comprimento de onda.
Funcionalidades adicionais dos medidores de potência óptica
Os medidores de potência óptica da fiber-mart.com suportam um comando de programação para ler os dados de calibração de responsividade de comprimento de onda (como os usados nos gráficos deste documento). Isso pode ser usado, por exemplo, na pós-produção para obter valores de potência absoluta calibrados sem a necessidade de alterar a configuração de comprimento de onda do medidor de potência sempre que o comprimento de onda do sinal for alterado. Isso pode ser especialmente útil quando a função de registro do medidor de potência óptica é usada para registrar uma série de amostras, durante as quais a configuração de comprimento de onda não pode ser alterada. Quando usado em conjunto com um laser sintonizável, isso pode fornecer a potência de entrada para um dispositivo em teste, enquanto o comprimento de onda é varrido. Isso é importante, por exemplo, para medir dispositivos de conversão O/E. Também pode ser usado para normalizar uma medição de referência feita em uma porta do medidor de potência óptica para uso como referência em outras portas do medidor de potência conectadas ao dispositivo.
Além de simples medições de potência óptica, os medidores de potência óptica da fiber-mart.com oferecem funcionalidades mais avançadas, incluindo a função de registro de dados já mencionada e funções flexíveis de disparo interno e externo para sincronização com outros instrumentos ou com o próprio dispositivo sob teste (DUT). Os modelos de cabeçote óptico mencionados acima possuem memória para até 20 mil amostras, com tempos de média individuais selecionáveis entre 100 µs e 10 s de duração. Outros modelos suportam o registro de até 1 milhão de amostras e tempos de média de até 1 µs. Os cabeçotes ópticos também fornecem um sinal de saída analógico com uma tensão proporcional à potência óptica de entrada. Em conjunto com a grande área do detector de 5 mm de diâmetro, isso permite diversos procedimentos de alinhamento automatizados. Os cabeçotes podem ser usados para medir feixes abertos e possuem uma seleção de adaptadores de conexão de fibra. Como cabeçotes externos conectados à unidade principal por um cabo, podem ser convenientemente posicionados em mesas ópticas ou bancadas de trabalho.
Nenhum comentário foi postado ainda.