Esta nota de aplicación describe cómo se pueden realizar medidas de pérdidas dependientes de la polarización (PDL) de barrido utilizando una plataforma de pruebas CTP10 o un comprobador de componentes CT440-PDL. En la configuración mostrada en la siguiente figura, el módulo IL PDL OPM2 del CTP10 permite tanto la generación de 4 ó 6 estados de polarización (SOP) necesarios para el análisis de Mueller en la determinación de PDL como la medida de la pérdida de inserción (IL) del dispositivo bajo prueba (DUT).

Fundamentos de la medición de PDL

La PDL se define como la variación máxima de la pérdida de inserción de un DUT cuando se varía el SOP de entrada en todos los estados de polarización posibles. La PDL puede medirse en una sola longitud de onda y también en función de la longitud de onda.

A continuación se describen dos enfoques diferentes para la medición de la PDL. El método de todos los estados que se detalla a continuación es una medición paso a paso, mientras que el método de Mueller puede aplicarse en una medición de barrido.

Método de todos los estados
El método de todos los estados utiliza un codificador de polarización o un controlador de polarización para generar un gran número de estados de polarización con un patrón determinista o no determinista.
La configuración de todos los estados mostrada en la figura siguiente es particularmente apreciada gracias a su simplicidad y precisión.

La medición precisa de PDL requiere una fuente óptica con una excelente estabilidad de potencia, así como un codificador de polarización con baja pérdida de activación y una buena cobertura de la esfera de Poincaré. Un tiempo de medición de varios segundos por longitud de onda es habitual y puede resultar prohibitivo cuando se requiere una resolución fina o una amplia gama de longitudes de onda. En esos casos, se prefiere la medición de barrido mediante el método de Mueller.

El cálculo de Mueller permite determinar la PDL de un DUT a partir de valores de pérdida de inserción medidos con SOP de entrada de 4 ó 6 estados bien conocidos. Este método es muy adecuado para medir valores de PDL de hasta 20 dB y se basa en 4 ó 6 estados ortogonales de polarización para el cálculo de la PDL. Pequeñas desviaciones de SOP perfectamente ortogonales pueden ser compensadas si la relación entre los diferentes estados es bien conocida.

Un controlador de polarización o generador de estados de polarización se combina con un láser sintonizable de barrido para poder realizar una medida de pérdida de inserción de barrido para cada estado de polarización. Este método reduce drásticamente el tiempo de medición y permite una alta resolución en un amplio rango de longitudes de onda.

La mayoría de los controladores de polarización se basan en placas de ondas para generar el SOP requerido. Independientemente de que se utilicen placas de onda de orden cero o múltiple, estos componentes ópticos muestran cierta dependencia de la longitud de onda que no puede despreciarse. Con mediciones paso a paso, el parámetro de longitud de onda del controlador de polarización puede actualizarse después de cada paso, garantizando resultados precisos.

Sin embargo, esto no es posible en las mediciones de barrido, en las que el láser se barre continuamente a través del rango de longitudes de onda. En este caso, el estado de polarización generado suele desviarse del SOP deseado de forma desconocida.

CT440-PDL
El sistema CT440-PDL es un comprobador de componentes pasivos diseñado para componentes con hasta 4 salidas. Funciona con cualquiera de los láseres sintonizables de EXFO para realizar mediciones de IL y PDL de barrido con la configuración que se muestra en la figura siguiente. El CT440-PDL integra un PSG interno que puede generar los 6 SOP bien definidos y casi ortogonales requeridos para los estados 4/6 del cálculo de Mueller. Este PSG está calibrado en longitud de onda por lo que el SOP generado durante el barridoes siempre bien conocido.

Los 4 detectores integrados del CT440-PDL permiten medir simultáneamente la función de transferencia de 4 canales. Además, se coloca un fotodetector de monitorización interno antes del DUT para compensar cualquier variación de potencia de la fuente láser. Cuando se completan las trazas IL para cada SOP, los datos PDL son compilados internamente por el CT440-PDL. La dependencia de la longitud de onda de la PDL se compensa utilizando los coeficientes de calibración almacenados dentro de cada CT440-PDL. Este procedimiento es automático cuando se utiliza la GUI. Alternativamente, los datos PDL se pueden recuperar de forma remota utilizando el archivo DLL.

Mediciones PDL con la plataforma CTP10
El CTP10 puede configurarse para medir simultáneamente la IL y la PDL de dispositivos con un gran número de puertos (1xN con N ≥ 2) utilizando el módulo OPM2 de IL PDL de alto rendimiento y el sistema de detección multipuerto de la plataforma CTP10. El módulo realiza mediciones de IL y PDL en un rango de 1240 nm a 1680 nm y dispone de dos detectores ópticos. El módulo también permite realizar mediciones de alta resolución en la banda SCL. Genera los SOP, 4 ó 6, necesarios para los cálculos de PDL.
La siguiente figura muestra con más detalle las conexiones de fibra en el CTP10 en la configuración de la Figura 1. La fibra de salida del láser T200S/T500 se conecta a la entrada del láser (TLS IN) del módulo IL PDL OPM2 a través de una fibra PM. La monitorización de la potencia en tiempo real se realiza internamente en este módulo para garantizar una medición precisa de la pérdida de inserción. Dos fibras monomodo conectadas a los puertos de salida del módulo se conectan al DUT y al módulo SCAN SYNC para el disparo de la longitud de onda óptica durante el barrido.

Realizar mediciones PDL precisas requiere una atención especial, los siguientes puntos destacan algunas buenas prácticas para garantizar el mejor rendimiento:
- Se debe tener cuidado con la fibra monomodo que va de la salida del módulo a la entrada del DUT. Los cambios ambientales, como las vibraciones o la temperatura, afectarán a la birrefringencia local de la fibra y, en consecuencia, a la SOP que llega al DUT. Esto puede afectar a la eficacia de la medición de referencia o a la SOP relativa entre las exploraciones sucesivas.
- Se requiere una medición de referencia sin DUT para cada SOP y para cada canal.
- Los medidores de potencia óptica de la plataforma CTP10 utilizan espacio libre entre la virola y el fotodiodo. Los conectores APC no conectados (interfaz vidrio-aire en ángulo) aportan unos 0,02 dB de PDL que serán medidos por el sistema y que no pueden referenciarse. Para la medición de PDL, el mejor rendimiento se obtendrá con conectores PC en los medidores de potencia.

En la siguiente subsección se muestran los resultados obtenidos con un DUT 1x1. Los DUTs multipuerto pueden caracterizarse de forma similar gracias al sistema de detección multipuerto de la plataforma CTP10.

Multiplexor CWDM
El canal de 1550 nm de un multiplexor CWDM se midió basándose en la configuración mostrada en las figuras 1 y 6. La siguiente figura muestra el PDL medido con el CTP10 y el CT440, así como la pérdida de inserción (es decir, la función de transferencia) del DUT.

Se observa una buena concordancia entre ambas mediciones de PDL. Los valores de PDL en la región de la banda de parada se eliminaron intencionadamente por ser menos relevantes y se calcularon a partir de valores altos de IL.
El nivel de ruido de la traza PDL medida con la configuración que utilizó el CTP10 mejora considerablemente gracias a una medición de la función de transferencia más resuelta y precisa en comparación con el CT440-PDL.

Conclusión
Las medidas de IL y PDL pueden realizarse utilizando la configuración mostrada en las figuras 1 y 6. El rendimiento del sistema CTP10 proporcionó trazas de PDL de bajo ruido que permitieron medir valores de PDL inferiores a 0,01 dB en la región de banda pasante del filtro CWDM medido, en comparación con menos de 0,1 dB cuando se utiliza el CT440-PDL.