回损测试方法 | 华瑞高

回损测试方法

1. 了解回损

本文所讲的回波损耗（Return loss,RL）是入射或进入被测产品的功率(Pi)与该产品反射的总功率(Pr)之比，以分贝表示:


2. 回损的来源

反射

反射是由于光从一种介质进入另一种折射率不同的介质造成的。菲涅尔现象描述了这种反射，因此通常称为菲涅尔反射。对于光学器件，造成反射的原因是光耦合界面，脏污染造成的微小颗粒。以及光纤裂纹产生的反射。

图1.菲涅尔反射

散色

光束在光纤中向前传播时，遇到光纤中的不连续点会产生散射，产生不连续点的可能是制作光纤材料的杂质、微小的空气气隙甚至机械拉伸。散射有许多种，最常见的是瑞利散射，其强度与光波长的4次方成反比。瑞利散射和菲涅尔反射的主要差别是瑞利散射存在于整个光路径上。

图2.瑞利散射

2. 回损测量方法

国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，简称IEC）介绍了四种回波损耗测量方法（IEC-61300-3-6）：

其中我们较为常用的两种方法：OCWR法和OTDR法。

➡ OCWR法

图3 – 回波损耗的测量设置（OCWR方法）

OCWR法，是最接近于公式(1)给出的回波损耗的理论定义。它直接测量入射功率和反射功率。不受仪器数据处理的影响，它给出了绝对的测量值，而不是相对于参考反射(技术A)。

下面是测量示意：

图4.OCWR法为了准确测量被测件的回损，需要在连接被测件前后进行人工缠绕，这种方法需要将光终结掉。终结点决定了RL测量的长度或者光路径，如图5：


图5.光的终结是OCWR测量方法的关键

第一个Mandrel BR0和第二个Mandrel决定了测量区域，BR0做参考用于消除测量引入纤对测量结果的影响。

这种方法有一些限制因素:它不能在空间上解析线路上的两个不同反射，它的动态范围受到分支装置的特性和抑制DUT以外反射的能力的限制，通常OCWR法可以测量到的最小RL极限值是70dB。

➡OTDR法

OTDR法，该方法允许使用OTDR仪器从光学线路上的反射点测量RL，空间分辨率在米范围内，动态范围超过75 dB(取决于脉冲宽度)。下面是测量示意：

图7. OTDR法测量图示

OTDR法无需缠绕，基本设置很简单，只需要两个步骤，如图7. 定义RL测量的区域是OTDR法测量的关键。


图8. OTDR跟踪示例，映射损耗与距离

OTDR法的一个显著优点是可以区分瑞利散射和菲涅尔反射，可以让用户自己选择测量某个接头的RL，可以去除测试引入纤的影响，因此测量范围可以从70dB提高到80dB。

4. 测量方法的选择

由于这些方法的特点不同，应用领域也不同，测量方法的选择取决于DUT的类型。

对于RL为55 dB的组件，参考OCWR方法；

对于RL > 55 dB的组件，参考OTDR方法。

在讨论任何RL测试结果前必须强调，适当的检查和清洁是取得准确测试结果的前提，连接问题是我们大多数时候得到异常结果的原因。只有在恰当的连接下才能准确测量到RL，RL值会由于每次连接时连接表面的微小变化而受到影响。