簡介

在航天航空領域，經常會使用到爆炸分離技術，如火箭助推器脫離，飛機彈射座椅，爆破旋翼等。雖然爆炸分離技術是無碎片爆炸，但其產生的爆炸沖擊波依然會對分離體

內部產生影響。因此，檢測爆炸過程對分離體內部線纜和連接器的性能影響是非常必要的，對于光纖連接器來說又是極為關鍵的。由于光纖連接器普遍采用端面對端面的壓力連接，

對于爆炸過程，更大可能出現連接不連續性。測量光纖連接器在爆炸過程的不連續性是可靠性測試的重要部分。

圖1 光纖連接：端面接觸的壓力連接

爆炸過程的光纖連接器不連續測試，需記錄爆炸全過程的所有采樣的光功率值，進而形成光功率的時間曲線，這個過程詳細的描述了爆炸過程的光功率變化。對于光功率采樣，

要求功率點采樣間隔足夠小，通常是μs級。同時，要求單采樣窗口要覆蓋整個爆炸全過程，爆炸分離常用的爆炸螺栓的整個爆炸過程時間約為亞ms級?？紤]到爆炸發生是突發的，

并沒有準確的發生時間，無法根據爆炸發生時間而觸發功率計采樣，測試時需要足夠的等待時間，并覆蓋爆炸全程時間，單采樣窗口應足夠大。單采樣窗口不夠，

勢必造成僅僅捕獲部分過程，甚至捕獲不到。

綜上所述，爆炸實驗的光纖連接器不連續性測試所用到的光功率計要具備兩個特性，一是最小采樣間隔為μs級，以精細的記錄功率變化。二是單采樣窗口要足夠大，

覆蓋等待爆炸發生時間和爆炸全過程時間。

測試方法和測試裝備要求

對于光功率不連續測試，測試結構是較為簡單的，如下圖。發送端采用穩定光源，連續波輸出，接收端使用高速光功率計采集光功率值并逐一記錄。被測件部分與環境實驗結合，

形成在某種特定環境下的功率測試。測試過程中，出現了由環境因素造成的功率不連續，在功率記錄數據中都會真實體現。通過光功率數據的時間直方圖，

可以分析出功率變化的規律。

圖2 測試連接圖

對于穩定而持續的發生的模擬環境條件，光功率計只要在模擬環境條件達到測試要求時，記錄功率值即可，同時需要滿足測試要求的采樣密度就足夠了。

但對于類似爆炸這種瞬態發生且發生過程不穩定的環境條件，光功率計就需要記錄爆炸的全過程的功率值，要捕獲爆炸發生到爆炸沖擊直至恢復穩定狀態。

光功率計的單采樣窗口總的時間要足夠，需要覆蓋爆炸等待和爆炸全過程的時間。單采樣時間窗口的要求，對于傳統的高速光功率計是極大的制約因素，

多數的高速光功率計只具備高速特點，不具備足夠大的采樣區間。

光功率計的采樣區間的不足，很容易想到通過PC控制記錄光功率。但受PC與儀器之間的數據交互響應時間的限制，數據采樣無法達到μs級采樣。

因此，光功率記錄軟件必須是板載原生的。

信號發出端的光源要求自身具備足夠好的輸出穩定度，以避免信號發出波動太大影響功率值。如果對被測件注入功率有一定要求，可以在光源輸出后增加可調光衰減器，

以調節功率電平到注入功率要求范圍。

解決方案

爆炸實驗的光功率不連續測試，VIAVI的方案是采用MAP平臺DFB光源、光功率計模塊和超級應用OPMScope。

圖3 測試解決方案構成

圖4 MAP-330AD-B帶觸摸屏的光學測試平臺

MAP平臺mSRC-C2系列光源模塊

圖6 mSRC-C2光源模塊

MAP平臺mSRC光源模塊有多種類型激光器，包含FP、DFB、LED、SLED。針對爆炸實驗的不連續測試，對穩定度的高要求，推薦選擇DFB類型光源。

mSRC-C2系列DFB光源具備TEC溫度控制模塊，長期穩定度為±0.025 dB（3小時），穩定度好，為配合爆炸實驗不連續測試提供基本保障。

MAP平臺mOPM-C1系列光功率計模塊

圖7 mOPM-C1光功率計模塊

MAP平臺mOPM光功率計模塊，最小采樣時間為4μs，采樣點數量為100,000，那么最小單采樣窗口時間為4μs * 100000 = 400ms。采樣時間密度為μs級，

最小采樣窗口時間有足夠的時間寬度記錄爆炸實驗全過程光功率值。

MAP 光功率計 (mOPM-C1) 模塊通過面板安裝或遠程頭配置支持四種級別的光測試性能，且每個模塊可支持 1、2 或 4 路輸入，拓展了 MAP 系列的光功率測量能力。

各個版本設計了 4 個性能范圍，因此適用于所有的應用。高功率版本支持最大+27dBm測量，超高性能版具有-100dBm的超高靈敏度。

超級應用：OPMScope 功率記錄軟件

圖8 超級應用：OPMScope

超級應用OPMScope 是板載的光功率記錄軟件。MAP平臺光功率計 mOPM-C1 模塊的一個軟件選項應用。此軟件功能是一種面向設計人員的直觀工具，

能夠以圖形方式呈現光信號，很像是光領域的數字采樣示波器。此工具可在上升沿或下降沿觸發，能夠使用預觸發數據點查看歷史記錄。

用戶可在該工具中平移和縮放來查看詳細信息和監控瞬變，并可同時從多達四個光學頭中導出多達 100000 個捕獲的數據進行擴展分析。

OPMScope在光功率瞬變測試中有以下一些特點：

可記錄多個采集窗口，單窗口最小400ms，窗口間隔約100ms，間隔時間是清理緩存和處理數據的時間。

支持并行多通道記錄。

所有測試數據保存為excel表格，每個測試數據均帶有時間戳。

圖9 OPMScope輸出帶時間標簽的數據表格

結束語

光纖連接器不連續測試的模擬環境條件可分為穩定而持續的和瞬態的，兩者特點差別極大。對于類似爆炸實驗的瞬態發生的模擬環境條件，在穩定的環境條件中使用的裝備

和經驗都將不適用，對于測試裝備的要求也存在明顯的差別。

結合爆炸實驗的光纖連接器不連續性測試，要點有以下幾點：

穩定的光源是基本條件。

關鍵因素是光功率計的采樣點間隔和最小單采樣窗口時間。

為適配功率采樣時間，必須采用板載的功率記錄軟件。

MAP平臺的光源模塊、光功率計模塊和板載的超級應用 OPMScope 很好的適配了這項測試的全部關鍵要素。