光功率計計量現狀及相關探析

宋亮 江蘇無線電廠有限公司

前言

伴隨著近年來我國信息產業的快速發展，現階段我國社會以及基本普及固定電話網以及移動通信網，光纖入戶的基本需求得到充分滿足，相對應對于光纖基本測試的儀表需求也越來越高。其次，現代飛速發展的現代測試技術的發展要求這我們應當對設備進行充分的更新，與市場的發展相迎合，真正保障通信產業的計量服務質量，打下堅實的基礎以供市場的開放。

1 光功率計的組成結構以及測試原理

光功率計的結構大致可以分為顯示控制模塊、信號處理模塊以及光電探測模塊。其中光電探測器主要負責將光信號轉化為電信號；而信號處理模塊主要負責信號放大、濾波、模數轉換以及數據處理等多個功能；顯示控制模式主要用于波長的設置以及絕對功率以及相對功率的轉換。現階段，我國常見的光功率計按照形狀進行分類可以分為手持式和臺式。手持式結構以及功能相對來說較為簡單，因此在野外測試中經常應用。臺式機有著較大的探測面積，因此有著較高的測試精度，在實驗室種應用十分適合。而將光功率計按照組成結構同樣可以分成光電式以及量熱式兩類。其中量熱式光譜響應曲線想對平攤，有著較高的準確度，但是響應的速度并不快，靈敏度也不足，并且設備的體積相對較大。相較于量熱式光功率計光電式光功率計有著更快的響應速度以及線性特性，靈敏度較強，能夠進行大范圍的測量。

光功率計的測量準確度再某種程度上有探測器類型的不同所直接決定。而當下由于光電二極管封裝集成較為簡便，并且對于外界環境需求方面相較于量熱型有所不足。光功率計成本中光電探測器占據一大部分，因此光功率計的使用性能也很大程度有光電探測器所決定。通常情況我國光電探測器的材質可以范圍內鍺、硅、磷化鎵以及銦鎵砷光電二極管。進行測試過程中波長通常為1630毫米、1550毫米、1500毫米、1320毫米單模，多模1310毫米以及850毫米。材料決定了波長，表1顯示了其對應關系。

表1、探測器材料和波長的相應關系

2 光功率計測試現狀

2.1 光功率計計量現狀

當下通信領域匯總光功率計得到了廣泛地應用，針對光功率計測試數據的研究能夠對整個光通信測試儀表的測試現狀進行分析。在當下常用的光功率計中，分為進口儀表以及國產儀表。我國和國外儀表所使用的探測器類型不盡形同，因此儀表的準確度也不盡相同，在價格上有著相應的差別。相較于進口的儀表，近年來我國國產儀表的發展勢頭十分迅猛，已經逐漸在低端儀表市場中穩穩的站住了腳跟。筆者就2016-2018兩年之間光功率計的計量總量進行統計，從下表中能夠看出三年內整個測試數據總站比中國產儀表的比重逐漸上升。這是因為大多數情況下有些工程的光測試儀對測量精度并沒有很高的要求，而國產儀表的價格相對低廉并且能夠滿足使用需求，因此多選用比較便宜的國產儀表。現階段我國生產的大面積探測器已經初步具備較高的測試準確度，在實驗應用中也形成了良好的應用效果。伴隨著近年來我國國產的儀表數量不斷增加，也有一些問題值得我們重視，比如在選擇光探測器的過程中，還不具備大面積的探測器，但是小面積的探測器則需要在連接器內進行封裝，并且不能進行拆卸，產生了嚴重的光接口清潔問題，長時間的清理不當則會對測試精度產生影響。

表2、2016-2018進口儀表以及國產會儀表數據統計表

針對儀表總數量的變化情況進行深入地分析可知，每年所送檢的儀表數量并不確定，2016年和2017年兩年的測試數量做多，主要來源于市場中大型客戶的測試。因此，市場中客戶群體的變動能夠導致測試儀表數量甚至組成結構都產生巨大的影響。

2.2 PON光功率計量數據分析

所謂的PON光功率計主要是針對篇PON/FTTX無源光網絡測試推出的一種測試儀表，可以事先針對測試設置一定的閾值，及時發現各個波長的狀態，進行警告，在PON網絡工程的維護以及是工程得到了廣泛地應用。PON光功率計不但具備普通光功率計測試連續光功率值的功能，同時還能夠對突發光的功率值進行測量。其中能夠對PON光功率計測量突發光準確度起到至關重要的因數就是二極管光電探測器。針對光功率計的計量總量進行分析，PON光功率計的站別也在逐年的提升，特別是當下光纖到戶產生的測試需求直接促使PON光功率計的應用需求得以充分的提升。

3 光功率計的發展

作為我國科技領域內的前沿技術，供電檢測技術得到了快速地發展，快速增加了光電測試儀一起的應用需求。光功率計作為一種檢測光信號強弱的精密儀器，在生物醫學、光學實驗以及光纖通信等多個方面得到了廣泛的應用。在光纖通信領域中，光功率計能夠對光功率、光衰減量進行靜謐的測量。現階段，社會中，適用于工程施工現場、攜帶方便以及操作簡單和性能穩定的光功率計有著加廣闊的應用前景以及需求量。但是現階段我國多應用的光功率計通常都是來自于進口的，因此這些光功率計的價格十分高昂，有著品種較多的配件，使用過程十分復雜，雖然國內也有光功率計研發，但是性能與國外的光功率計相比還存在一定的差距，并且價格也十分昂貴。

激光技術在工業生產、生物醫學、信息處理等多個領域中得到了廣泛的應用，當下我國更加重視激光參數計量測試儀器。很多國家的標準實驗室中都具備激光輻射計以及量熱計，但是國內的計量檢測儀器并不是能實現對于一些激光輸出參量進行嚴格測量，其中針對激光峰值功率、脈沖激光瞬態功率以及激光的脈沖寬度等重要參數的檢測，我國當下還尚未研究出相對成熟的計量檢測儀器，這在未來畢竟是光功率計領域發展的重點內容。當下很多國家已經開始限制這種精密計量儀器的進口，因此針對激光測試技術的研究更為重要。

4 結語

總而言之，除了要真正滿足市場需求，造成測試工作量產生變化的重要因素中市場競爭也是不容忽視的一個環節。現階段我國開展通信儀表測試計量工作的單位有很多，其中包括各個大公司的級聯工作室以各個省市的通信計量站等。客戶的數量在某種程度上也有測試效率以及測試收費和地理位置所決定。在未來，我們要加快制定以及發布新儀表的測試計量標準，保障測試的功能性以及能力得以充分提升。同時加快測試平臺的建設，保障自動化測試能力得以有效推進，充分保障測試效率。