(完整版)01.光纤数值孔径(NA)性质与参数测量实验1-6
光纤实验(一)指导书
《光纤技术实验》（一）武汉理工大学物理系2006－2－10目录ZY12OFCom23BH1光纤通信原理实验系统简介 (I)光纤实验箱使用注意事项 (V)无源器件简介 ............................................................................................................. V I 上篇光纤光学实验一光纤光学基本知识演示实验 (2)实验二光纤与光源耦合方法实验 (4)实验三多模光纤数值孔径（NA）测量实验 (7)实验四多模光纤插入损耗测试实验 (10)实验五单模光纤弯曲损耗测试实验 (13)实验六光纤活动连接器损耗测试实验 (16)实验七分路器插入损耗和分光比测试实验 (19)实验八波分复用器插入损耗和光串扰测试实验 (22)实验九光纤隔离器参数测量实验 (25)下篇光纤通信原理与技术实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (28)实验二发光二极管P-I特性测试曲线 (32)实验三模拟信号光纤传输实验 (35)实验四数字信号光纤传输实验 (39)实验五电话光纤传输系统实验 (42)实验六图像光纤传输系统实验 (45)实验七系统眼图、抖动测试实验 (48)实验八时分复用解复用实验 (53)实验九波分复用技术实验 (57)实验十光纤线路接口码型HDB3编译码实验 (60)实验十一数字光接收机性能测试实验 (66)ZY12OFCom23BH1光纤通信原理实验系统简介本实验箱是为配合《光纤通信》课程的理论教学，结合目前光纤通信工程技术最新进展，为了提高大专院校学生实际操作和动手能力而研制开发的。
一、产品的系统特点光纤H1型实验箱注重产品的系统和功能组成，产品的设计着重体现系统性、先进性、实用性，并根据市场及客户实际需求，充分考虑工艺外观结构、产品的功能和性价比。
整个系统分电接口终端、光接口终端和光传输三大部分，各自独立又相互关联，所有模块在单独进行实验同时又可系统集联，实验灵活丰富，可设计、可比较、可操作、可观测性强。
(完整版)01.光纤数值孔径(NA)性质与参数测量实验1-6
实验一光纤数值孔径(NA) 性质与参数测量实验实验一光纤数值孔径( NA )性质与参数测量实验、实验目的1、学习光在光导纤维中传播的基本原理2、掌握测量通信石英光纤的数值孔径2、熟练光学调节技术及熟悉光功率计、实验仪器1、光源12、读数旋转台1个3、三维微调架1个4、光纤两根(单模、多模各一根) 2根5、光纤适配器1个6、光斑屏1个7、光功率计1个三、实验原理1、光纤的基本构造光纤的构造如图 1－1 所示。
它主要有纤芯、包层、涂敷层及套塑四部分组成。
(1)纤芯纤芯位于光纤的中心部位。
它主要成分是高纯度的二氧化硅，其纯度高达 99.99999% ，其余成分为掺入的少量掺杂剂，如五氧化二磷 (P2O5)和二氧化锗( GeO2)。
掺杂剂的作用是提高纤芯的折射率。
纤芯的直径一般为 5~50 微米。
(2)包层包层也是含有少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂有氟和硼。
这些掺杂剂的作用是降低包层的折射率。
包层的直径 2b 一般为 125 微米。
(3)涂敷层包层的外面涂敷一层很薄的涂敷层。
通常进行两次涂敷，涂敷层材料一般为环氧树脂或硅橡胶。
该层的作用是增强光纤的机械强度。
(4)套塑涂敷层之外就是套塑。
套塑的原料大都是采用尼龙或聚乙稀。
它的作用也是加强光纤的机械强度。
一般没套塑层的光纤称为裸光纤。
2、光纤的传光原理1）光纤的传光原理：采用几何光学来分析时主要包括光的反射、折射和全反射等。
采用波动理论分析时主要包括导模、模数、双折射等。
（ 2）光在光纤中的传播主要有二种类型，如图 （ a ）阶跃型光纤 其光纤折射率呈阶跃型分布。
以保证传输光能在纤芯和包层的界面上实现全反射， 反射次数多、损耗大。
阶跃光纤是光纤应用的基本类型。
（ b ）渐变型光纤 其纤芯的折射率呈曲面分布， 数曲线），也称蛇形传光。
其优点是 NA 大，色散和损耗较小，传输距离大，但价格高。
另外，在单模光纤中，纤芯的直径很小，光线几乎是沿着光纤轴传播的。
光纤的光学特性实验报告
一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和光学特性。
2. 学习测量光纤的数值孔径、截止波长等关键参数。
3. 掌握光纤的光学特性实验方法及数据分析。
二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行信息传输的介质。
光纤的光学特性主要包括数值孔径（NA）、截止波长、衰减系数等。
本实验主要测量光纤的数值孔径和截止波长。
三、实验仪器与设备1. 光纤测试仪2. 氦氖激光器3. 光纤耦合器4. 光纤切割机5. 光纤剥皮器6. 光纤微弯器7. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤制备：将待测光纤两端分别进行剥皮、切割和清洁处理，确保光纤端面平整。
2. 光纤连接：将激光器输出端连接到光纤耦合器，光纤耦合器另一端连接到待测光纤。
3. 数值孔径测量：- 调整激光器输出功率，使光斑在光纤端面中心。
- 将光纤微弯器放置在光纤另一端，调整微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 记录光斑移出光纤端面的角度，即为光纤的数值孔径。
4. 截止波长测量：- 将激光器输出波长设置为一定值。
- 调整光纤微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 逐渐减小激光器输出波长，直至光斑不再从光纤端面中心移出，记录此时的波长，即为光纤的截止波长。
五、实验结果与分析1. 数值孔径测量结果：本实验测得光纤的数值孔径为0.22。
2. 截止波长测量结果：本实验测得光纤的截止波长为1550nm。
六、讨论1. 数值孔径是光纤的重要参数之一，它决定了光纤的色散和模场直径。
本实验测得光纤的数值孔径为0.22，符合普通单模光纤的数值孔径范围。
2. 截止波长是光纤的一个重要参数，它决定了光纤的传输带宽。
本实验测得光纤的截止波长为1550nm，说明该光纤适用于1550nm波段的光通信。
七、结论通过本次实验，我们成功测量了光纤的数值孔径和截止波长，掌握了光纤的光学特性实验方法。
实验结果表明，该光纤符合普通单模光纤的特性，可用于1550nm波段的光通信。
八、实验心得本次实验让我们对光纤的光学特性有了更深入的了解，也提高了我们的实验操作技能。
实验1-1光纤数值孔径（NA）性质和测量实验
实验1-1 光纤数值孔径（NA ）性质和测量实验一、 实验目的1、 熟悉光纤数值孔径的定义和物理意义2、 掌握测量光纤数值孔径的基本方法二、 实验原理和设备光纤数值孔径（NA ）是光纤能接收光辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。
图一示出了阶梯多模光纤可接收的光锥范围。
因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小，光纤的NA 大，传输能量本领大。
NA 的定义式是0sin NA n θ==式中0n 为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。
1n 和2n 分别为光纤纤芯和包层的折射率。
光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径m NA 有如下关系：NA m Sin *=καθ其中θ是远场辐射角，Ka 是比例因子，由下式给出：[])0(/)(2/1P P g θκα-=式中P （0）与P （θ）分别为θ=0和θ=θ处远场辐射功率，g 为光纤折射率分布参数。
计算结果表明，若取P （θ）/P （0）=5%，在g ≥2时Ka 的值大于0.975。
因此可将对应于P （θ）曲线上光功率下降到中心值5%处的角度θe ，其正弦值定义为光纤的数值孔径，并称之为有效数值孔径： e eff NA θsin =本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。
三、实验装置He-Ne 激光器、读数旋转台、塑料光纤、光纤微调架、毫米尺、白屏、短波长光功率计四、实验步骤方法一： 1、He-Ne激光器和光功率计的电源，调整实验系统；a．调整He-Ne激光管，使激光束平行于实验平台面；b．调整旋转台，使He-Ne激光束通过旋转轴线(读数旋转台轴线与光纤所在面交点已在旋转台上标出)；c．取待测光纤，一端经旋转台上的光纤微调架与激光束耦合，另一端与光探测器相连；d．仔细调节光纤微调架，使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线上．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，并辅助调节旋转台使光纤的输出功率最大。
光纤数值孔径与衰减系数的测量实验
光纤数值孔径与衰减系数的测量实验光纤数值孔径（NA）和衰减系数（α）是光纤传输系统质量及技术参数中常用的性能指标，其中NA是光纤数值孔径测量和数值孔径计算的重要参考指标。
而通过对光纤NA和α的测试，可以及早了解光纤的质量，及早发现光纤故障和缺陷，从而提高光纤网络使用及维护效率。
本文结合实际案例，介绍了光纤数值孔径和衰减系数的测量实验，并分析了实验结果。
一、光纤数值孔径和衰减系数的定义光纤数值孔径（Numerical Aperture，NA）是光纤的一个光参量，它决定着光纤的传输性能，是光纤最重要的物理指标。
光纤数值孔径NA=n1*sinθ1，式中n1是光纤的索引折射率，θ1是半发射角，该式就是光纤数值孔径的定义；半发射角θ1又由输入角θi和折射率比 n=n2/n1定，其中n2为介质折射率，n1为索引折射率。
光纤衰减系数（Attenuation coefficient，α）是指光纤传输中，由于原因如噪声、失真、杂散光等导致的信号衰减速率。
它是能量在光纤传输过程中，每经过一段光纤的衰减程度的度量，单位是dB/km，常以db/m、db/km、db/cm作为计量单位。
二、光纤数值孔径和衰减系数的测量实验光纤数值孔径和衰减系数的测量实验主要有分光仪法、折射仪法和拉曼仪法三种，本次实验采用折射仪法进行测量。
1.测量仪器折射仪：主要由交流电源、光源、可调位平面镜组、可调位折射镜组、分光器等组件构成。
2.实验过程（1）首先，将光纤切成两段，其中一端放在准直腔的光出口处，另一端放在准直腔的光入口处，将准直腔装在准直阳极管内，并将准直阳极管放在折射仪上；（2）其次，调整准直腔折射镜位置，使光纤入射效果最佳；（3）然后，用调位光束分束器，将入射光纤引出，同时利用调位反射镜组，将入射光纤束衍射到折射仪上；（4）最后，调节折射镜，使光纤截面被衍射成圆形，同时记录折射仪折射数据，根据此数据，可以计算出光纤的数值孔径、衰减系数等信息。
光纤孔径测量实验报告
一、实验目的1. 理解光纤孔径的概念及其在光纤通信中的应用。
2. 掌握光纤孔径测量的原理和方法。
3. 通过实验验证光纤孔径测量的准确性。
二、实验原理光纤孔径是指光纤纤芯的直径，它是影响光纤传输性能的关键参数之一。
光纤孔径的大小直接关系到光纤的传输损耗、色散和耦合效率等性能。
本实验采用远场光斑法测量光纤孔径，该方法利用光纤出射远场光斑的直径来计算光纤孔径。
三、实验仪器与设备1. 光纤测试仪2. 光纤耦合器3. He-Ne激光器4. 光学显微镜5. 暗室6. 标准光纤（已知孔径）四、实验步骤1. 将待测光纤与标准光纤连接，确保连接牢固。
2. 使用光纤耦合器将待测光纤与He-Ne激光器连接，使激光通过待测光纤。
3. 将待测光纤出射远场光斑投影到光学显微镜的屏幕上。
4. 在暗室中调整光学显微镜的位置，使光斑清晰可见。
5. 使用光学显微镜测量光斑直径d。
6. 根据公式计算待测光纤的孔径：\[ NA = k \times d \]其中，NA为光纤的数值孔径，d为光斑直径，k为常数（通过标准光纤进行标定）。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们成功测量了待测光纤的孔径，并与标准光纤的孔径进行了比较。
2. 实验结果表明，本实验采用的方法能够准确测量光纤孔径。
3. 通过分析实验数据，我们发现光纤孔径的测量误差主要来源于光斑测量误差和标定误差。
六、实验结论1. 本实验采用远场光斑法成功测量了待测光纤的孔径。
2. 实验结果表明，该方法能够准确测量光纤孔径。
3. 通过实验，我们加深了对光纤孔径概念及其在光纤通信中应用的理解。
七、实验拓展1. 探索其他光纤孔径测量方法，如光束宽度法、干涉法等。
2. 研究光纤孔径对光纤传输性能的影响。
3. 开发基于光纤孔径测量的光纤通信系统。
八、实验总结本实验通过远场光斑法成功测量了待测光纤的孔径，验证了该方法在光纤孔径测量中的可行性。
实验过程中，我们加深了对光纤孔径概念及其在光纤通信中应用的理解，为后续研究光纤传输性能奠定了基础。
光纤的模场分布
聚焦透镜 五维调整架 光纤支架
半导体准直激光器
电控转台
待测光纤
图 二 光 纤 数 值 孔 径 的 测 量 系 统 (一 ）
取一个屏，测量光斑直径大小 D 和光纤端面与屏的距离 L θo=arctan[D/（2L）] f. 用计算机控制转台转动，带动探测器，测量光强与角度的关系模场分布 曲线。根据公式也可算出数值孔径的大小； e.
聚焦透镜 五维调整架
长波FC法兰
光纤支架
激光器
待测光纤
探测器
图三 光纤数值孔径的测量系统(二）
2、 用光纤输出半导体激光器代替光纤，测量半导体激光器输出光纤的模场分布， 计算数值孔径。
四、实验数据和记录
表（1）方法一 测量所得的实验数据和结果 测量参数 光斑直径 W（mm） 屏与光纤端头距离 L（mm） 数值孔径角 θo=arctan[D/(2L)] 光纤数值孔径 opy 回去，并计算数值孔径大小。 光纤 半导体激光器输出
自由空间 θc
接收光 锥范围
纤芯
图一、光纤最大接收角和接收光锥示意图
θ ma x
包层
NA 的定义式是
NA
no*Sinθ=
n n
2 1
2 2
式中 no 为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。n1 和 n2 分别为光纤纤芯和包层的折 射率。光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径 NAm 有如下关系：
-1-
曲线上光功率下降到中心值的 5%处的角度θe 的正弦值定义为光纤的数值孔径， 称之为有效 数值孔径：
NAeff sin e
本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。
三、实验内容
本实验装置包括：光纤输出半导体激光器，多模光纤，半导体光源、五维调整架，电控 转台，电控制箱，计算机、光电探测器 1、 准直激光器和耦合系统 a． 调整半导体激光器，使激光束平行于实验平台面； b． 调整耦合透镜，使透镜出射光束主轴不变； c． 取待测光纤，一端经旋转台上的光纤微调架与激光束耦合，另一端与光 电控转台中心相连； d． 仔细调节光纤微调架，使光纤端面准确位于透镜焦点上，仔细调节使光 纤的输出功率最大。
光纤数值孔径
5．利用三波长光源，重复1~4步，测量 1550nm的光纤数值孔径。
【数据处理】
从图中可知，最大角度为90 则，有效数值孔径NAeff =sin 90 ≈0.156 一般情况下，梯度光纤接近抛物线分布
NA 0.975NAmax
则，NAmax =NAeff/0.975=0.16
NAmanx1 n2n12 n22 n1 2
n1 NA的定义常见的有两种，简单的定义如下： （1）最大理论数值孔径NAmax：
NAmax n12 n22 n1 2
其中n1、n2分别是光纤纤芯中心处最大折射
率和包层折射率；
n1
n2 n1
为纤芯—包层最大相
对折射率差。NAmax的物理意义是光纤最大可
ห้องสมุดไป่ตู้
【思考题】 （1）光纤的数不胜数值孔径的的物理意义 是什么？
（2）实验中的测量方法是否和数值孔径的 定义相冲突，为什么这么做？
（3）还有哪些方法可以用来测量数值孔径？
【实验感想】
通过学习，我接受了基本的实验技能训练， 学会了一些基本的测量的方法，熟悉了常 规仪器的基本原理、性能和用法，学会了 正确记录实验数据和处理实验数据，分析 实验结果，以及书写实验报告。
在实验中，要积极动手去做，积极动脑去想 才能更好地了解实验、掌握实验，还要善 于提出问题并自己多琢磨，从而培养自己 的探索创新精神。
谢谢！
【实验目的】 （1）熟悉光纤的结构特点及分类 （2）掌握光纤数值孔径的定义和测量方法
【实验原理】 光纤数值孔径（NA）是光纤能接收光
辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤 和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合 效率的重要参数，同时对连接损耗、微弯损 耗以及衰减温度特性、传输带宽等都有影响
光纤结构观察与数值孔径测量实验
光纤结构观察与数值孔径测量实验GCS-FIB 光纤结构观察与数值孔径测量实验实验特点：光纤作为重要的导光器件，认识测量光纤的参数是学习相关课程的重要环节。
本实验使用400X 的光学系统对不同种类光纤（单模、多模、保偏光纤）端面进行观察并使用大恒图像处理软件对图像进行计算分析，测量模场直径和数值孔径。
光纤耦合机械调整部件均使用大恒高精度机械调整部件。
知识点：光纤几何参数，数值孔径（NA），模场直径涉及课程：光纤通信原理，光电检测对学生的要求：有搭建普通物理实验的经验，具有通信和光通信的基本知识。
原理示意图：技术指标光纤：单模 9/125 多模：50/125 65/125 光纤观察仪：400倍光学放大，内部LED寿命100,000小时光学元件：材料: K9精退火焦距(f): ±2%直径 (Φ): -0.20mm中心厚 (Tc): ±0.1mm中心偏: 3’光圈: 1~5局部光圈: 0.2~0.5表面质量: 60-40 scratch-dig 机械和调整部件：直线精度: 0.1mm 分辨率：0.001mm实验内容：●激光光纤耦合●各种光纤端面特征识别●各种光纤模场直径测量●光纤数值孔径（NA）测量实验效果原理示意图实验配置：钢结构安装测量技术实例摘要：超高层钢结构安装测量技术关键词：钢结构，测量一、工程概况咸阳丽彩广场C座商住楼工程位于咸阳市宝泉路3号，总建筑面积为39721㎡，建筑总高度为114.32m，抗震设防烈度8度。
地下两层，地上31层，结构类型为钢框架－钢支撑体系。
二、控制点的布置及施测1、从实际情况，施工场地狭小，对场外布控有影响，故采用内控天顶垂准测量。
2、布设的控制点均引用现有控制轴线D轴、3轴、10轴。
根据实际情况对钢结构分两步控制测量。
3、±０.000以下钢结构：±０.000以下有一节钢柱，在土建基础底板浇筑完后，利用现有控制轴线，在基础底板上投放出各轴线或各轴线的引线，来对各钢柱进行垂直度控制。
实验三 多模光纤数值孔径
实验三 多模光纤数值孔径（NA ）性质及参数测量实验一. 实验目的1. 掌握测量多模光纤数值孔径的一种方法。
2. 了解光纤数值孔径的物理意义。
二. 实验原理光纤数值孔径NA 是表征光纤集光能力的主要参数，其理论表达式为：212221]n n [NA -= 式中：n 1—纤芯折射率，n 2—包层折射率。
可见光纤的数值孔径与直径无关。
在实际测量中，一般采用“远场法”。
“远场法”的定义是：光纤远场辐射强度分布下降到最大的5%时，远场辐射半角的正弦定义为数值孔径NA eff =Sin θ，与理论值关系为：NA eff =KNA ，K 为比例因子。
测量原理如附图2所示：三. 实验装置：He-Ne 激光器、10×显微物镜、精密光纤耦合器、直尺、白屏、多模光纤。
激光器 物镜 多模光纤 白屏光斑附图2 NA 测量原理图四.实验内容及步骤1.打开He-Ne激光器，校正实验系统；（1）调整He-Ne激光器，使激光束平行于实验台面；（2）取待测光纤，对其两端处理，一端经精密光纤耦合器与激光束耦合（参考实验二），一端夹持于白屏前，并与接收屏保持垂直；θ2.测试输出孔径角mo（1）固定光纤输出端；（2）置白屏与距光纤输出端L处，则在接收屏上显示出光纤输出光斑，其直径为D。
（3）用直尺准确测量L和D值，则得输出孔径角为：[tgθ1=D/(2L)]mo3.计算光纤数值孔径：θNA=Sinmo4.关闭He-Ne激光器电源，实验结束。
五.实验报告要求实验二光纤与光源耦合方法实验一.实验目的初步掌握光纤切割技术，光源与光纤耦合技术，体会透镜数值孔径对耦合效率的影响。
二. 实验原理光纤作为无源器件，是光纤传感器中基本组成部分。
其端面处质量的好坏，直接影响与光源的耦合效率及光信号的采集。
光纤端面的处理可分为两种形式，即平面光纤头和透镜光纤头，本次实验主要是平面光纤头的制作。
光耦合是将光源发出的光，注入到光纤中的一个过程。
光耦合效率与光纤端面质量和耦合透镜的数值孔径有关，当光纤端面处理的质量较好，其数值孔径与耦合透镜数值孔径相匹配时可得到最佳耦合效率。
光纤数值孔径na
光纤数值孔径（NA）1. 什么是光纤数值孔径（NA）？光纤数值孔径（Numerical Aperture，简称NA）是描述光纤传输能力的一个重要参数。
它反映了光线在光纤内部传输的能力和角度范围。
NA越大，表示光线传输能力越强，能够容纳更多的入射角度。
在光纤中，入射角度大于一定范围的光线将无法被有效地传输，这个范围就由数值孔径来定义。
数值孔径是通过折射率差来计算的，一般用下式表示：NA = n * sin(θ)其中，n代表光纤芯层材料的折射率，θ为入射角度。
2. 光纤数值孔径对光信号传输的影响光纤数值孔径决定了光信号在光纤中传输时的损耗和带宽。
当入射角度超过数值孔径时，部分或全部的信号将被反射回去或发生衰减，导致信号损失。
因此，在设计和选择光纤时需要考虑所需的传输性能。
较大的数值孔径意味着光信号可以以更大的入射角度进入光纤中，从而提高了光纤的接收能力和传输效率。
同时，较大的数值孔径还能够提供更大的带宽，使光纤能够传输更高速率的信号。
3. 光纤数值孔径的分类根据不同应用需求和制造工艺，光纤数值孔径可以分为单模光纤和多模光纤。
3.1 单模光纤（Single-mode Fiber）单模光纤是一种具有较小数值孔径的光纤，通常在0.05至0.30之间。
它适用于传输单一波长（通常为1310nm或1550nm）的激光信号。
由于较小的数值孔径，单模光纤能够实现更长距离、更低损耗和更高带宽的传输。
3.2 多模光纤（Multi-mode Fiber）多模光纤是一种具有较大数值孔径的光纤，通常在0.20至0.50之间。
它适用于传输多个波长或宽谱带宽信号。
由于较大的数值孔径，多模光纤能够容纳更多的入射角度，但传输距离相对较短，并且在长距离传输中会存在信号衰减和色散问题。
4. 光纤数值孔径的应用领域光纤数值孔径在通信、医疗、工业和科研等领域都有广泛的应用。
在通信领域，单模光纤常用于长距离传输和高速率数据传输，如光纤通信网络、光缆电视和光纤宽带接入等。
光纤数值孔径测量实验
1实验一光纤数值孔径（N A）测量实验一、实验目的：1. 了解光纤导光的原理；2. 掌握测量石英光纤的数值孔径原理与方法；3. 掌握光电探测的基本原理及光功率计设计原理；4.掌握用CCD、matlab测量高斯光斑大小的方法及原理。
二、实验装置激光器及电源，导轨，读数旋转台，光纤，光纤耦合架，导轨滑块、支撑杆和套筒，光电探头，电阻盒，5V电源，万用表，CCD，电脑。
三、实验原理1、光纤数值孔径测量光纤，也称光纤波导，它的典型结构是多层同轴圆柱体，如图1，自内向外由纤芯、包层、涂敷层三部分组成。
纤芯位于光纤的中心部位。
纤芯和包层主要成分都是高纯度的二氧化硅，不同的是它们掺入的少量掺杂剂不同。
纤芯掺杂剂如五氧化二磷(P2O5)和二氧化锗（G e O2），掺杂的作用是提高纤芯的折射率。
包层掺杂剂有氟和硼，掺杂剂的作用是降低包层的折射率。
光纤纤芯折射率是稍大于包层折射率，纤芯的直径一般为4~60微米（单模光纤直径小于10um，多模光纤直径一般50－62.5um），为了使光纤具有较好的柔性，包层外径约为125um。
包层的外面涂敷一层很薄的涂敷层。
涂敷层材料一般为环氧树脂或硅橡胶。
该层的作用是增强光纤的机械强度。
为了加强光纤的机械强度，有的光纤在涂敷层之外加上套塑进行保护。
多模光纤损耗大、色散较强，因而脉冲畸变严重；而单模光纤损耗和色散性能都较佳，对光脉冲的影响较小。
光纤长距离通讯中的光纤是用单模光纤，就是这个原因。
实验用的单模石英光纤，它的芯和包层是由不同掺杂比例的石英材料拉制而成，保护层是环氧树脂。
光纤为什么能导光，能传送大量的信息？光纤是利用光的光的反射、折射和全反射等特性来导光的。
折射率小的物质称为光疏介质，折射率大的物质称为光密介质，当光从光密介质入射到光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失，只剩下反射光，这时的入射角就叫临界角。
入射角大于或等于临界角时，折射光线消失,发生了全反射现象。
光纤数值孔径测试及应用实验
光纤数值孔径测试及应用实验光纤数值孔径（Numerical Aperture，简称NA）是指光纤传输中心的一种重要参数，它决定了光纤对光信号的捕捉能力和传输效率。
光纤数值孔径测试及应用实验是一项关于光纤数值孔径的实验研究，旨在通过实验手段来测量光纤的数值孔径，并探索其在光通信和光传感领域的应用。
一、光纤数值孔径测试实验光纤数值孔径的测试主要通过测量光纤的入射角和出射角来确定。
常见的测试方法有两种：一种是使用显微镜观察法，另一种是使用光纤耦合仪进行测试。
1. 显微镜观察法该方法采用显微镜观察法，通过调整入射角度和观察出射光的亮度变化来确定数值孔径。
具体步骤如下：（1）将一束光线从显微镜下方照射到光纤末端；（2）调整显微镜的焦距，使光纤末端成像在观察平面上；（3）逐渐改变入射角度，观察出射光的亮度变化；（4）当入射角度与数值孔径匹配时，出射光最亮。
2. 光纤耦合仪测试光纤耦合仪是一种专门用于测试光纤参数的仪器，它通过测量入射和出射光的功率来确定光纤的数值孔径。
具体步骤如下：（1）将待测试的光纤端面与光纤耦合仪的接收端面对齐；（2）调整光纤耦合仪的入射角度，使其与光纤的数值孔径匹配；（3）测量入射光和出射光的功率，并计算数值孔径。
二、光纤数值孔径的应用实验光纤数值孔径在光通信和光传感领域有着广泛的应用。
以下是两个具体的应用实验示例：1. 光纤传感应用实验光纤传感是利用光纤作为传感器进行测量的一种技术，其中光纤数值孔径的选择和匹配对传感器的性能至关重要。
通过一个光纤传感实验，我们可以验证光纤数值孔径对传感器的影响，并研究最佳的数值孔径选择。
具体步骤如下：（1）选择不同数值孔径的光纤，并将其作为传感器放置在不同环境中；（2）通过测量光纤传感器的信号强度变化，分析不同数值孔径光纤的传感性能；（3）通过实验结果，选择最佳的数值孔径用于特定的传感应用。
2. 光纤通信应用实验光纤通信是一种高速、大容量的数据传输方式，而光纤数值孔径对通信质量和传输距离具有重要影响。
光纤数值孔径测量
光纤数值孔径测量一、实训目的1、掌握光纤及其端面的处理技术2、增强对光纤数值孔径的理解3、熟悉常见光无源器件的连接和常用仪器的使用，掌握光纤主要参数的测量方法。
一、实训主要设备1．He-Ne激光光源(1mW)和电源； 2．耦合装置(测损耗时接)；3．光纤(F-MLD50：100/140多模光纤)； 4．光功率计和光检测器；5．光纤调角度器(测数值孔径时接上)； 6．光纤切割刀7．显微镜三、实训原理与说明1. 光纤的几何构造一般裸光纤具有纤芯，包层及敷层（套）的三层结构，芯和包层由硅玻璃组成，典型单模光纤的芯径为4-8μm，多模光纤为50-100μm，几何形状为圆对称；包层直径一般达百微米以上；高质量通信光纤的纤芯和包层由硅玻璃组成，纤芯中掺有少量杂质使纤芯折射率有所提高。
也有低质量的光纤是由塑料包层和玻璃纤芯构成，或由全塑料构成。
敷层是一个保护外套，直径一般达百微米或几百微米，由塑料制成，也有用极薄的清漆或丙烯酸制作。
2. 光纤的机械特性在测量光纤的数值孔径之前，需要对光纤端面进行处理，即获得一个垂直平整端面，以使光可以有效地耦合进和耦合出光纤。
这将采用划裂拉断方法完成，原理是先用碳化合物或金刚刀片在去除敷层后的光纤上沿垂直方向划开一个小裂口，然后从光纤两头贴近裂口处沿水平方向拉动光纤，均匀地加应力，使裂口穿过光纤并使光纤断裂，在垂直于光纤轴方向形成平整截面。
3. 光纤的数值孔径NA(Numerical Aperture)光纤的数值孔径NA(numerical aperture)是光纤的一个重要光学参数，它在一定程度上表征光纤集光能力和与光源耦合的难易程度，同时对连接损耗及衰减特性也有影响。
它与光纤传输系数的计量有密切的关系,对光纤的传输带宽有着很大的影响，在光学系统中的作用非常重要。
现在就最简单的阶跃折射率光纤为例，假设光线以入射角ϕ进入纤芯，如果纤芯的折射率比包层折射率稍大，则进入纤芯的光线在纤芯与包层界面上有可能发生全反射，设这个临界角为max ϕ，则数值孔径体现了光纤利用全反射将光保持在光纤中的能力，体现了光纤收集光的能力。
光纤实验一
实验一 光纤基本实验一、实验目的1、了解光纤的基本结构；2、学习光纤数值孔径（NA ）的含义, 掌握光纤数值孔径的测量方法；3、学习光纤端口处理方法及焊接过程；4、学习光纤与光源耦合的方法。
二、实验内容1、观察光纤基模远场分布；2、观察多模光纤输出的近场与远场图案；3、运用远场光斑法测量多模光纤的数值孔径；4、观察光纤输出功率与光纤弯曲的关系；5、学习光纤端面的制备，光纤的焊接及光纤与光源的耦合。
三、实验仪器He-Ne 激光器 1台 光纤切割刀1套 光纤实验系统SGQ-3/SGQ-4 1台 光纤熔接机TYPE-391台 SGN-1光功率计1台 633nm 单模、多模光纤 1米 四、实验原理光纤的基本结构包括纤芯、包层和套层，光在光纤中传输时，其传输特性与光纤的折射率分布形式、光纤的芯径及光波的波长密切相关。
模场分布属于光纤的本值特征，与外界激励条件无关。
光纤的输出近场是光纤输出端面光功率沿光纤半径r 的分布，如果光纤中各导模的损耗相同，又无模式耦合，则输出近场与光纤输入端面光功率分布相同。
光纤的输出远场分布是在距光纤输出端面足够远处，光纤的输出光功率沿孔径角φ的分布，远场分布与光纤的数值孔径有关。
数值孔径（NA ）是光纤的一个重要参数，它表示光纤聚光能力的大小及与光源耦合的难易程度。
光纤的NA 值越大，光纤收集、传输光能的本领也越大；但NA 值增大，会减小光纤的带宽及传输速率，因此设计光纤时应综合考虑，选取比较合适的数值孔径。
光纤数值孔径的定义有多种形式，最大理论数值孔径m ax,t N A 和远场强度有效数值孔径eff N A 是其中的两种。
最大理论数值孔径定义为：max,0max,sin t t NA n n θ==≈ (1-1) 式中m ax ,t θ为光纤允许的最大入射角，0n 为周围介质的折射率，1n 和2n 分别为光纤纤芯中心和包层的折射率，()121n n n ∆=-为相对折射率差。
光纤数值孔径
【实验感想】 通过学习，我接受了基本的实验技能训练， 学会了一些基本的测量的方法，熟悉了常 规仪器的基本原理、性能和用法，学会了 正确记录实验数据和处理实验数据，分析 实验结果，以及书写实验报告。 在实验中，要积极动手去做，积极动脑去想 才能更好地了解实验、掌握实验，还要善 于提出问题并自己多琢磨，从而培养自己 的探索创新精神。
谢谢！
光源
耦合系统 功率计 探测器
远场光强随角度分布的关系图
I
max
O
max
【实验器材】 光纤数值孔径测试仪，光纤光源 【实验步骤】 1．打开电源，稳定光强大约5min； 2．按复位键将电机复位，设定合适的步长；
3．通过步进控制键分别测量记录1310nm波长 下的G652光纤的远场功率随角度变化的关 系 4．按复位键复位点击，关机。 5．利用三波长光源，重复1~4步，测量 1550nm的光纤数值孔径。
1 2 1
（2）远场强度有效数值孔径NAeff 远场强度有效数值孔径是通过光纤强度远 场强度分布确定的，它定义为光纤远场辐射 图上光强下降到最大值5%处的半张角的正弦 值。
NAeff sinP0.05 1 0.05 NAmax kg NAmax
g/2
数值孔径的测量原理图
旋转装置
【数据处理】
从图中可知，最大角度为90
则，有效数值孔径NAeff =sin 90 ≈0.156
一般情况下，梯度光纤接近抛物线分布
NA 0.975 NAmax
则，NAmax =NAeff/0.975=0.16
【思考题】 （1）光纤的数不胜数值孔径的的物理意义 是什么？
（2）实验中的测量方法是否和数值孔径的 定义相冲突，为什么这么做？
光斑法测光纤NA
把抛光材料放在平整的水平面上，一手拿光纤 ，另一手拿抛光材料表面，使端面与抛光材料表 面垂直，然后抛光光纤，要求光纤轨迹是圆，并 且先顺(逆）时针后逆（顺）时针运动；
实验步骤
打开半导体激光器电源，校正实验系统； 测试输出孔径角； 计算光纤数值孔径； 关掉He-Ne激光器电源，实验结束；
与激光束耦合，另一端对准观察屏； （4）调节光纤微调架上的聚焦透镜，使透镜出光光速尽可能细，且使光
束耦合进入光纤； （5）仔细调整5维光纤微调架，使光纤端面准确位于旋转台轴心线上，
并辅助调节调节架各部分装置，是光纤输出功率最大，衡量标准是观 察屏上出现一个很亮、圆形、红色光斑； （6）当光纤出光端比较亮时，不要长时间直视光纤出光端，以免伤害眼 睛；
实验装置：半导体激光器及电源、读数旋转平台、
光纤微调架、游标卡尺、观察屏实验系统如下 图
测量步骤：对上图做粗略的估测，在暗室中将 光纤出射的远场通过坐标格投影到观察屏上， 测量出射光纤到观察屏的距离L和光斑直径D 而求得
1.打开半导体激光器电源，校正实验系 统
（1）调整半导体激光器，使激光束平行于实验台前； （2）调整旋转台，使半导体激光器发出的激光束通过旋转轴线； （3）取待测光纤，处理光纤两端面之后，一端经旋转台上的光纤微调架
2.测试输出孔径角
（1）固定光纤输出端； （2）置遮光屏距光纤输出端L处，则在遮光屏上显示出光纤 输出光斑，其直径为D； （3）用游标卡尺准确测量L和D的值（测量多次取平均值）， 则得输出孔径角为
3.计算光纤数值孔径：
4.光掉He-Ne激光器电源，实验结束。
A
THANK YOU!
C
步骤
• 将几根光纤成股扎在一起。（由于光纤直径比较
光纤的数值孔径
光纤的数值孔径光纤是由纤芯、包层所组成的圆柱形的介质光波导。
纤芯的折射率总是比包层的折射率略大。
当光波从折射率较大的介质入射进入较小的介质时，会在两种介质的边界发生折射和反射。
斯奈尔（Snell）定律描述了入射角和折射角与介质折射率的关系。
图1所示的是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。
设纤芯的折射率是n1，包层的折射率为n2，光线从折射率为n0的介质中进入光纤纤芯，光线与光纤轴之间的夹角为θ0。
光线进入纤芯后以入射角α投射到纤芯与包层的界面上，并在界面上发生折射和反射。
设折射角是θ2，根据斯奈尔定律，有设当α＝θc时，折射角θ2＝90°，这时，所有入射的光都不会进入n2介质。
当α＞θc 时，即n1和n2的界面上有全反射发生。
图1 理想的阶跃折射率光纤中，子午光线传播的射线光学表示根据式（7-2）可以得到在n1和n2的界面上有全反射发生，在空气（no＝1）中光线的最大入射角岛θo,max所应满足的关系式：这里，Δ=(n1-n2)/n1是光纤芯层与包层的相对折射率差。
NA是一个无量纲的数，它表示光纤接收和传输光的能力。
通常NA的数值在0.14～0.5范围之内。
光纤的数值孔径NA越大，光线可以越容易地被耦合到该光纤中。
光纤中有子午线和斜光线两类射线可以传播，子午光线是经过光纤对称轴的子午平面内的光线射线，而斜光线是沿一条类似于螺旋形的路径。
对光纤中射线传播的一般特性进行分析时仅使用子午光线就足够了。
上述有关光纤的数值孔径的分析就是应用光的射线理论对子午光线的分析获得的。
定义及相关概念入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。
这个角度a的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA＝sina），多模光纤NA的范围一般在0.18－0.23之间，所以一般有sina=a，即光纤数值孔径NA＝a。
不同厂家生产的光纤的数值孔径不同。
在光学中，数值孔径是表示光学透镜性能的参数之一。
na定义
2．远场强度有效数值孔径 NA（NAeff） 远场强度有效数值孔径是通过光纤强度远场强度分布确定的，它定义为光纤远场辐射图 上光强下降到最大值 5％处的半张角的正弦值。CCITT 规定的数值孔径就是指这种有效数值 孔径。 前面提到光纤的两种数值孔径定义，那么最大理论数值孔径 NAmax 和有效数值孔径 NA 的关系是什么样呢？一般对于幂次分布的折射率抛面的光纤，有如下关系：
四、思考题
1．光纤的数值孔径的含义是什么？ 2．这种测量方法是否和数值孔径的定义冲突？为什么这么做？ 3．还有哪些方法可以测量数值孔径？
- 53 -
线分布（梯度分布）， g → ∞ 表示的是阶跃光纤。
一般情况下，梯度光纤接近抛物线分布，n＝2，则
NA = 0.975NAmax
（4）
表 1 g 与 k g 的关系
g
1.0
1.5
2.0
2.5
10
∞
kg
0.881
0.946
0.975
0.988
1
1
旋转装置
光源
耦合系统
功率计
探测器
图 2 数值孔径的测量原理图
通过步进控制键分别测量记录1310nm波长下的g652光纤的远场功率随角度变化的关系注意由于自然杂散光会影响功率计的读数所以要求在实验过程中对环境光的影响要尽量小并且在读数中需要减去杂散光的影响另外光纤的端面如果没有固定好可能会发生偏转这样最后应该以实际达到5的两个正负角度的差值的一半为准
实验 10 单模光纤光纤数值孔径（NA）的性质和测量实验
CCITT 在图 2 方法中测试数值孔径的办法时规定，光源为强度可调的非相干光源， 要求强度和波长保持稳定。探测器相应为线性的。被测光纤两端面制备清洁、平整光滑，与 光纤轴垂直。为了避免弯曲产生的模式转化和模辐射，样品要摆放直。样品输出端到探测器 的距离 d 必须大于光纤直径。
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实验一光纤数值孔径(NA)性质与参数测量实验
实验一光纤数值孔径（NA）性质与参数测量实验
一、实验目的
1、学习光在光导纤维中传播的基本原理
2、掌握测量通信石英光纤的数值孔径
2、熟练光学调节技术及熟悉光功率计
二、实验仪器
1、光源1台
2、读数旋转台1个
3、三维微调架1个
4、光纤两根（单模、多模各一根）2根
5、光纤适配器1个
6、光斑屏1个
7、光功率计1个
三、实验原理
1、光纤的基本构造
光纤的构造如图1－1所示。
它主要有纤芯、包层、涂敷层及套塑四部分组成。
(1) 纤芯纤芯位于光纤的中心部位。
它主要成分是高纯度的二氧化硅，其纯度高达99.99999%，其余成分为掺入的少量掺杂剂，如五氧化二磷(P2O5)和二氧化锗（GeO2）。
掺杂剂的作用是提高纤芯的折射率。
纤芯的直径一般为5~50微米。
(2) 包层包层也是含有少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂有氟和硼。
这些掺杂剂的作用是降低包层的折射率。
包层的直径2b一般为125微米。
(3) 涂敷层包层的外面涂敷一层很薄的涂敷层。
通常进行两次涂敷，涂敷层材料一般为环氧树脂或硅橡胶。
该层的作用是增强光纤的机械强度。
(4)套塑涂敷层之外就是套塑。
套塑的原料大都是采用尼龙或聚乙稀。
它的作用也是加强光纤的机械强度。
一般没套塑层的光纤称为裸光纤。
套塑
图1-1 光纤的结构示意图
2、光纤的传光原理
光纤通信及光纤信息实验指导书
（1）光纤的传光原理：采用几何光学来分析时主要包括光的反射、折射和全反射等。
采用波动理论分析时主要包括导模、模数、双折射等。
（2）光在光纤中的传播主要有二种类型，如图1－2所示。
（a ）阶跃型光纤 其光纤折射率呈阶跃型分布。
该种光纤的纤芯折射率均匀且比包层高，以保证传输光能在纤芯和包层的界面上实现全反射，光传输轨迹为锯齿形。
当光纤NA 大时，反射次数多、损耗大。
阶跃光纤是光纤应用的基本类型。
（b ）渐变型光纤 其纤芯的折射率呈曲面分布，使传输光的轨迹为光滑曲线（如正弦函数曲线），也称蛇形传光。
其优点是NA 大，色散和损耗较小，传输距离大，但价格高。
另外，在单模光纤中，纤芯的直径很小，光线几乎是沿着光纤轴传播的。
3、光纤的传输模式
对于阶跃光纤，光纤中的传输模式与波导参数V 有关。
波导参数V 的定义为：
V=2πa(NA)/λ (1-1) 式中a —— 光纤纤芯的半径；NA —— 光纤的数值孔径；λ —— 入射光波长。
在光纤NA 保持一定的情况下，光纤的芯径越大，则波导参数越大。
光纤能传播的模式也越多，当V ≤2.4的时候光纤就只能传播单一模式，这种光纤称为单模光纤；当V>2.4时能传播多种模式，例如V ≤3.8时，光纤就传输四种模式(21010111HE TM TE HE 、、、)，在这种光纤输出端可观测到对应于这4种模式的4种光斑类型，所以一般V>2.4的光纤就称为多模光纤。
图1-4是光脉冲在多模光纤和单模光纤中的传输性能示意图。
由图1-4可见，多模光纤损耗大、色散较强，因而脉冲畸变严重；而单模光纤损耗和色散性能都较佳，对光脉冲的影响较小。
光纤长距离通讯中的光纤是用单模光纤，就是这个原因。
4、光纤的光学参数和特性 （1）光纤的数值孔径
数值孔径（NA ）是衡量一根光纤当光线从其端面入射时，它接收光能大小的一个重要参数，也就是说它是反映光纤捕捉光线（或聚光）能力大小的一个参数。
如图六所示，通常我们考虑的是光纤中子午光线的数值孔径。
设θc 为光纤内产生全反射时的临界角，则可知Sin θc=n 2/n 1.因为光是从空气（n 0=1）入射到光纤端面的，所以根据图1-3、光纤的径向折射率分布
图1-2、光纤中的子午光线传输渐变光纤
阶越光纤
实验一 光纤数值孔径(NA)性质与参数测量实验
图五，可得()
210/90/n n Sin Sin c a =-θθ由此又可得
()()n n n
n n n c Cos Sin c a 1211/sin 2
2
110-
=-
==θθθ (1-2)
通常，通讯中用的光纤为弱导光纤，其纤芯和包层的折折率差很小，可近似认为n 1+n 2
≈2n 1，若定义相对折射率差为△=(n 1-n 2)/n 1,则
∆==200n n a Sin NA θ (1-3)
这就是光纤的数值孔径的定义式，称之为光纤的最大理论数值孔径。
光纤的数值孔径的测试通常采用方法有：“近场法”和“远场法”。
A 、“近场法”是根据数值孔径的定义，测出折射率n 1和n 2，求得数值孔径NA 为
n n NA 2
221-=。
由这种方法测出的数值孔径称为“理论数值孔径”或“标称数值孔径”。
B 、“远场法”如实验所述的测量光纤的数值孔径（NA ）的两种方法。
光纤数值孔径（NA ）是光纤能接收光辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。
图1－6示出了阶梯多模光纤可接收的光锥范围。
因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小，光纤的NA 大，传输能量本领大。
NA 的定义式是
=
NA n o*Sin θ=
n n 22
2
1
- （1－4）
式中n 0为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。
n 1和n 2分别为光纤纤芯和包层的折射
多模阶越光纤
多模渐变光纤
单模光纤
图1-4 光脉冲在光纤中传输示意图
P
in（t）
——输入脉冲强度，Pout（t）——输出脉冲强度
图1-5、光纤的数值孔径
θc
θ
a
光纤通信及光纤信息实验指导书
率。
光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径m NA 有如下关系：
NA m Sin *=καθ （1－5）
其中θ是远场辐射角，Ka 是比例因子，由下式给出：
[]
)0(/)(2
/1P P g θκ
α
-
= （1－6）
式中P （0）与P （θ）别分θ=0和θ=θ处远场辐射功率，g 为光纤折射率分布参数。
计算结果表明，若取P （θ）/P （0）=5%，在g ≥2时Ka 的值大于0.975。
因此可将对应于P （θ）曲线上光功率下降到中心值的5%处的角度θe 的正弦值定义为光纤的数值孔径，称之为有效数值孔径：
e ef
f NA θsin = （1－7）
本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的，实验系统如图1－7所示。
图1－7 光纤数值孔径测量系统
激光管 三维微调架
光纤适配器支架
光斑屏
光功率计 电源
读数旋转台
光纤
三、实验步骤
试验内容包括：校正调试训练、测量输出孔径角与输入孔径角。
实验步骤如下： 1、He-Ne 激光器和光功率计的电源，调整实验系统；
a. 调整激光管，使激光束平行于实验平台面；
b. 调整旋转台，使转盘刻度置于0；
图1-6 光纤最大接收角和接收光锥示意图
实验一 光纤数值孔径(NA)性质与参数测量实验
c. 取待测光纤，一端经旋转台上的光纤架与激光束耦合，另一端与光功率计相连；
d. 仔细调节光纤架及配合调节激光管支撑螺钉，使光纤输出功率最大（该项须由指导
老师指导下进行）。
2、测试输入孔径角i θ；
(1) 光纤输出端于光功率计的探头相连；
(2) 旋转读数平台，改变光束入射角，记录不同旋转角度θ下的输出光功率值； (3) 绘制P-θ曲线，取P （θ）下降到中心值的5%时所对应的θ值作为i θ。
3、测输出数值孔径角θo ，实验系统图如图1－7所示；
a. 把光功率计上的光纤接头接到光斑屏前的光线适配器上；
b. 置观察屏于距光纤端面L 距离处，则在观察屏上可见光纤输出圆光斑，其直径为D ；
c. 调三维微调架，准确测量L 和D 的值，得输出孔径角为：
)]2/(arctan[0L D =θ (11-8)
4、目测数值孔径角j θ；
a. 调节步骤同1项四个步骤；
b. 除去光纤输出端的光功率计，可在观察屏观测到一输出圆光斑；
c. 转动读数旋转台，直到观察屏上的光斑消失，读此时的旋转台旋转角度j θ。
5、计算光纤数值孔径； 计算公式为：
θsin =NA （11-9）
其中θ即上一步骤测得的0θ、i θ和j θ。
5、 关激光器和光功率计的电源，整理实验仪器，结束实验。
四、实验数据和记录
表1 方法一测量所得的实验数据和结果
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表3 方法三测量所得的实验数据和结果
五、思考题
1、光纤数值孔径的物理意义是怎么？谈谈本实验的测量精度取决于那些因素？
2、用三种方法测得的结果是否一样？若不一样，请说明原因。
3、为什么在测输入孔径角时要保证光纤输入端面位于旋转轴心上？。