光纤模场直径测量的两段多项式函数拟合法

陶嘉庆，胡 越，项华中，涂建坤，郑 刚

(1.上海理工大学 上海介入医疗器械工程研究中心,上海 200093;2.上海电缆研究所,上海 200093)

光纤是具有细长圆柱状光波导结构，主要由纤芯、包层及涂覆层3部分组成[1]。单模光纤传输的光能量不仅在纤芯内，还有一部分分散在包层。所以单模光纤的传输特性不能简单地由纤芯直径表示。模场直径表示光纤基模(LP01模)中电场的分布情况[2]。通过模场直径，可以了解到光纤的部分重要特性，例如弯曲损耗[3]和色散特性[4]，并且根据模场直径随波长的变化谱还可推导出等效阶跃光纤的构成等重要参数[5]。

我国关于模场直径测量的现行标准[6]推荐了4种测量方法，分别是直接远场扫描法[7]、远场可变孔径法[8]、近场扫描法[9]和光时域反射计的双向后向散射法[10]。前3种方法都是基于Petermann第二定义得出的，在一定条件下可以相互转化。此外，文献[11]运用低相干度交互测量法测量光纤的模场直径。文献[12]用高阶高斯分布逼近光纤中高阶模电场分布。该方法可以测量出任意阶高阶模高斯光斑大小，进而得出与之对应的模场直径。本文采用上海电缆研究所生产的OFM光纤测量仪进行模场直径的测量。OFM光纤测量仪已在国内的几个光纤生产大厂使用，其利用远场可变孔径法测量模场直径[13]。一般情况下，可变孔径法所需的开孔数较多(20个孔径以上)，通过电机转动得到透过每个孔径的一组光功率值。由于该测量是机械转动，故整个测量过程需要一定的时间。……