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¿Por qué obtengo una “pérdida positiva” al verificar un cable de comprobación?

Seymour Goldstein

La verificación de cables de referencia de comprobación es fácil ¿verdad? Sí, usualmente...pero no siempre. Después de que el medidor de potencia se establece en 0 dB mediante el procedimiento de referencia, se espera que la pérdida de un par de conectores acoplados sea menos de 0,20 dB para monomodo (p. Ej., -0,20 dB). Analicemos una situación en la que una pérdida no es negativa (p. ej., +0,15 dB).

El proceso típico para validar la pérdida de un conector para verificar si es “grado de referencia”, por ejemplo, es el siguiente:

Conecte un cable de comprobación (TC1) a la fuente de luz y mida la potencia de salida; establezca la referencia a 0 dB (consulte la Figura 1).

Figura 1. Establezca una referencia usando el método de 1 cable

Desconecte TC1 del medidor de potencia, y conecte otro cable de referencia de comprobación (TC2) entre la salida del TC1 y el medidor de potencia; mida la pérdida en el par de conectores acoplados que se muestra con el círculo punteado (consulte la Figura 2).

Figura 2. Mida la pérdida entre TC1 y TC2 usando un UPC: cable de comprobación de UPC

Los datos recopilados en algunos cables de comprobación mostraron mediciones de valores esperados, como -0,19 dB y -0,12 dB.

Después, las comprobaciones se repiten con TC3 (cable de comprobación de UPC - APC) reemplazando a TC2. Esta no es una práctica recomendada y pronto veremos por qué. El extremo UPC está conectado a TC1 y el extremo APC está conectado al medidor de potencia. Para esta configuración, las mediciones de atenuación del par acoplado del conector fueron +0,27 y +0,23 dB (consulte la Figura 3).

Figura 3. Mida la pérdida entre TC1 y TC3 usando un cable de comprobación UPC - APC

Obviamente, se recibe más potencia en el medidor de potencia pero ¿con qué mecanismo? La cantidad de luz emitida a través de un cable de comprobación que tenga un conector UPC o un conector APC, conectado al medidor de potencia, debe ser equivalente. Tanto para la terminación abierta UPC como para la terminación APC, la luz sale perpendicular a la terminación. Desde la perspectiva del fotodiodo del medidor de potencia, el tamaño del punto que abarca el área activa del fotodiodo se desplaza cuando se usa el cable de comprobación APC (consulte la Figura 4). No solo se desplaza, el tamaño del punto cambia de circular a ligeramente elíptico.

Figura 4. La ubicación del punto cambió de la terminación abierta UPC - APC

Vale la pena señalar que la referencia podría haberse realizado usando un cable de comprobación UPC-APC (TC1) si se comprueba la pérdida de un par acoplado APC-APC. Esto podría haber dado lugar a una medición de referencia realizada en un área del fotodiodo que tenía una mayor capacidad de respuesta. Si ese fuera el caso, usando un cable de recepción, APC-UPC, con el extremo UPC conectado al medidor de potencia podría haber producido fácilmente una pérdida negativa.

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La repetición de este experimento con un medidor de potencia diferente, normalmente usado en un laboratorio, es más predecible. No hubo diferencias significativas durante las mediciones de pérdidas del conector cuando la interfaz del medidor de potencia óptica era un conector UPC o APC. Las mediciones fueron negativas en ambos casos.

¿Cuál es la causa? La no uniformidad de los fotodiodos describe cómo la luz se convierte en electrones en cualquier ubicación en el área activa del fotodiodo. Si el fotodiodo tiene buena uniformidad, su respuesta no variará dependiendo de dónde se encuentre el tamaño del punto. El resultado podría ser lecturas de potencia más altas como se muestra aquí, o lecturas de potencia más bajas que implican más pérdida. Los medidores de potencia óptica que se usan en el campo suelen tener una mayor incertidumbre que los medidores de potencia óptica de laboratorio. La uniformidad de los fotodiodos puede especificarse, proyectarse, seleccionarse o comprobarse para medidores de potencia de laboratorio, a un coste adicional, pero puede no ser necesario para el equipo de campo. Si bien esta situación es poco común en el campo, ilustra claramente una característica de los medidores de potencia que le muestra por qué no debe mezclar UPC y APC al realizar mediciones. Al realizar mediciones de potencia óptica, cualquier tipo de cambio desde el paso de referencia hasta el paso de medición es un cambio de condiciones y debe evitarse.

Los detectores pueden tener una diferencia en la conversión óptica a eléctrica a través de su superficie para diferentes longitudes de onda y para diferentes niveles de potencia. Imagine que el fotodiodo se escanea a través de su área activa en los ejes x e y. Un diagrama de tal escaneo podría revelar una superficie que puede no ser uniforme. Otra forma de explicar este concepto es examinar un gráfico bidimensional de capacidad de respuesta contra la ubicación a lo largo de un fotodiodo de 3 mm. Se observa un detector con una uniformidad perfecta, al menos en esta vista (consulte la Figura 5). Un detector con no uniformidad se representa con una capacidad de respuesta diferente a lo largo del área activa del detector (consulte la Figura 6).

Figura 5. Perfecta uniformidad del área activa del fotodiodo

 

Figura 6. No uniformidad del área activa del fotodiodo

Conclusiones

  • No mezclar/juntar conectores UPC y APC juntos
  • Hacer referencia a su medidor de potencia con un conector UPC y medir la atenuación con un conector UPC
  • Hacer referencia a su medidor de potencia con un conector APC y medir la atenuación con un conector APC
  • Los fotodiodos pueden tener una "no uniformidad" a lo largo de toda el área activa (superficie del detector)
  • La no uniformidad del fotodiodo puede causar pequeños cambios en las mediciones si el tamaño del punto emitido por un cable de comprobación cambia de tamaño o ubicación.

 
 
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