Optical power meter
ऑप्टिकल पावर मीटर (ओ. पी. एम.) एक उपकरण है जिसका उपयोग ऑप्टिकल सिग्नल में शक्ति को मापने के लिए किया जाता है। यह शब्द आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक प्रणालियों में औसत शक्ति का परीक्षण करने के लिए एक उपकरण को संदर्भित करता है। अन्य सामान्य प्रयोजन प्रकाश शक्ति मापने वाले उपकरणों को आमतौर पर रेडियोमीटर, फोटोमीटर, लेजर पावर मीटर (फोटोडायोड सेंसर या थर्मोपाइल लेजर सेंसर हो सकते हैं), प्रकाश मीटर या लक्स मीटर कहा जाता है। एक विशिष्ट ऑप्टिकल पावर मीटर में एक अंशांकित संवेदक, मापने वाला प्रवर्धक और प्रदर्शन होता है। संवेदक में मुख्य रूप से तरंग दैर्ध्य और शक्ति स्तरों की उपयुक्त सीमा के लिए चुना गया एक फोटोडायोड होता है। प्रदर्शन इकाई पर, मापी गई ऑप्टिकल शक्ति और निर्धारित तरंग दैर्ध्य प्रदर्शित की जाती है। बिजली मीटरों को एक पता लगाने योग्य अंशांकन मानक का उपयोग करके अंशांकन किया जाता है। एक पारंपरिक ऑप्टिकल पावर मीटर प्रकाश के एक व्यापक स्पेक्ट्रम पर प्रतिक्रिया करता है, हालांकि, अंशांकन तरंग दैर्ध्य पर निर्भर है। यह आम तौर पर एक मुद्दा नहीं है, क्योंकि परीक्षण तरंग दैर्ध्य आमतौर पर ज्ञात है, हालाँकि, इसमें कुछ कमियाँ हैं। सबसे पहले, उपयोगकर्ता को मीटर को सही परीक्षण तरंग दैर्ध्य पर सेट करना चाहिए, और दूसरा, यदि अन्य नकली तरंग दैर्ध्य मौजूद हैं, तो गलत रीडिंग का परिणाम होगा। ऑप्टिकल पावर मीटर स्टैंड-अलोन बेंच या हैंडहेल्ड उपकरणों के रूप में उपलब्ध हैं या अन्य परीक्षण कार्यों जैसे कि ऑप्टिकल लाइट सोर्स (ओएलएस), विजुअल फॉल्ट लोकेटर (वीएफएल), या एक बड़े या मॉड्यूलर उपकरण में उप-प्रणाली के रूप में उपलब्ध हैं। आम तौर पर, अपने आप में एक बिजली मीटर का उपयोग पूर्ण ऑप्टिकल शक्ति को मापने के लिए किया जाता है, या नुकसान को मापने के लिए एक मिलान प्रकाश स्रोत के साथ उपयोग किया जाता है। जब एक प्रकाश स्रोत के साथ जोड़ा जाता है, तो उपकरण को ऑप्टिकल लॉस टेस्ट सेट, या ओ. एल. टी. एस. कहा जाता है, जिसका उपयोग आमतौर पर ऑप्टिकल पावर और एंड-टू-एंड ऑप्टिकल लॉस को मापने के लिए किया जाता है। अधिक उन्नत ओ. एल. टी. एस. में दो या अधिक बिजली मीटर शामिल हो सकते हैं, और इसलिए ऑप्टिकल रिटर्न लॉस को माप सकते हैं। जीआर-198, हाथ से पकड़े जाने वाले स्थिर प्रकाश स्रोतों के लिए सामान्य आवश्यकताएं, ऑप्टिकल पावर मीटर, परावर्तन मीटर और ऑप्टिकल लॉस टेस्ट सेट, ओएलटीएस उपकरण पर गहराई से चर्चा करते हैं। वैकल्पिक रूप से, एक ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर (ओटीडीआर) ऑप्टिकल लिंक लॉस को माप सकता है यदि इसके मार्कर उन अंतिम बिंदुओं पर सेट किए जाते हैं जिनके लिए फाइबर लॉस वांछित है। हालाँकि, यह एक अप्रत्यक्ष माप है। एक एकल-दिशा माप काफी गलत हो सकता है यदि एक कड़ी में कई फाइबर हैं, क्योंकि बैक-स्कैटर गुणांक फाइबर के बीच परिवर्तनशील है। यदि एक द्विदिश औसत बनाया जाता है तो सटीकता बढ़ाई जा सकती है। जीआर-196, ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर (ओटीडीआर) प्रकार उपकरण के लिए सामान्य आवश्यकताएँ, ओटीडीआर उपकरण पर गहराई से चर्चा करती है। संवेदक प्रमुख अर्धचालक संवेदक प्रकार सिलिकॉन (एस. आई.), जर्मेनियम (जी. ई.) और इंडियम गैलियम आर्सेनाइड (आई. एन. जी. ए. ए.) हैं। इसके अतिरिक्त, इनका उपयोग उच्च ऑप्टिकल शक्ति परीक्षण, या तरंग दैर्ध्य चयनात्मक तत्वों के लिए क्षीण करने वाले तत्वों के साथ किया जा सकता है ताकि वे केवल विशेष तरंग दैर्ध्य पर प्रतिक्रिया करें। ये सभी एक समान प्रकार के परिपथ में काम करते हैं, हालांकि, उनकी मूल तरंग दैर्ध्य प्रतिक्रिया विशेषताओं के अलावा, प्रत्येक में कुछ अन्य विशेष विशेषताएं हैंः एस. आई. डिटेक्टर अपेक्षाकृत कम शक्ति स्तरों पर संतृप्त होते हैं, और वे केवल दृश्य और 850 एन. एम. बैंड में उपयोगी होते हैं, जहां वे आम तौर पर अच्छा प्रदर्शन प्रदान करते हैं। जी. ई. डिटेक्टर उच्चतम शक्ति स्तरों पर संतृप्त होते हैं, लेकिन खराब कम शक्ति प्रदर्शन, पूरी शक्ति सीमा पर खराब सामान्य रैखिकता, और आम तौर पर तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं। वे केवल "1550 एनएम" परीक्षण के लिए मामूली रूप से सटीक हैं, उदाहरण के लिए तापमान और तरंग दैर्ध्य के संयोजन के कारण जो प्रतिक्रियाशीलता को प्रभावित करते हैं। 1580 एनएम, हालांकि वे आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले 850/1300/1550 एनएम तरंग दैर्ध्य बैंड पर उपयोगी प्रदर्शन प्रदान करते हैं, इसलिए उन्हें व्यापक रूप से तैनात किया जाता है जहां कम सटीकता स्वीकार्य है। अन्य सीमाओं में निम्न शामिल हैंः कम शक्ति स्तरों पर गैर-रैखिकता, और डिटेक्टर क्षेत्र में खराब प्रतिक्रियाशीलता एकरूपता। आई. एन. जी. ए. ए. डिटेक्टर मध्यवर्ती स्तरों पर संतृप्त होते हैं। वे आम तौर पर अच्छा प्रदर्शन प्रदान करते हैं, लेकिन अक्सर 850 एनएम के आसपास बहुत तरंग दैर्ध्य संवेदनशील होते हैं। इसलिए इनका उपयोग बड़े पैमाने पर 1270-1650 एनएम पर एकल-मोड फाइबर परीक्षण के लिए किया जाता है। ऑप्टिकल पावर मीटर संवेदक का एक महत्वपूर्ण हिस्सा फाइबर ऑप्टिक कनेक्टर इंटरफेस है। विभिन्न प्रकार के फाइबर प्रकारों और संयोजकों के साथ उपयोग करने पर महत्वपूर्ण सटीकता समस्याओं से बचने के लिए सावधानीपूर्वक ऑप्टिकल डिजाइन की आवश्यकता होती है। एक अन्य महत्वपूर्ण घटक सेंसर इनपुट एम्पलीफायर है। इसे परिस्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में महत्वपूर्ण प्रदर्शन क्षरण से बचने के लिए बहुत सावधानीपूर्वक डिजाइन की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट ओ. पी. एम. लगभग 0 डी. बी. एम. (1 मिली वाट) से लगभग-50 डी. बी. एम. (10 नैनो वाट) तक रैखिक होता है, हालांकि प्रदर्शन सीमा बड़ी हो सकती है। 0 डी. बी. एम. से ऊपर को "उच्च शक्ति" माना जाता है, और विशेष रूप से अनुकूलित इकाइयों का माप लगभग + 30 डी. बी. एम. (1 वाट) तक हो सकता है। - 50 डी. बी. एम. से नीचे "कम शक्ति" है, और विशेष रूप से अनुकूलित इकाइयों को-110 डी. बी. एम. के रूप में कम मापा जा सकता है। बिजली मीटर विनिर्देशों के बावजूद, लगभग-50 डी. बी. एम. से नीचे का परीक्षण फाइबर या कनेक्टर में रिसने वाले आसपास के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है। इसलिए "कम शक्ति" पर परीक्षण करते समय, किसी प्रकार की परीक्षण सीमा/रैखिकता सत्यापन (आसानी से एटेन्यूएटर्स के साथ किया जाता है) की सलाह दी जाती है। कम शक्ति स्तरों पर, ऑप्टिकल संकेत माप शोर हो जाते हैं, इसलिए संकेत औसत की एक महत्वपूर्ण मात्रा के उपयोग के कारण मीटर बहुत धीमे हो सकते हैं। विद्युत मीटर उत्पादन से डी. बी. एम. की गणना करने के लिएः रैखिक-से-डी. बी. एम. गणना विधि हैः डी. बी. = 10 लॉग (पी1/पी2) जहाँ पी1 = मापा विद्युत स्तर (जैसे. mWats में), P2 = संदर्भ शक्ति स्तर, जो कि 1 mW अंशांकन और सटीकता है, ऑप्टिकल पावर मीटर अंशांकन और सटीकता एक विवादास्पद मुद्दा है। अधिकांश प्राथमिक संदर्भ मानकों की सटीकता (जैसे। वजन, समय, लंबाई, वोल्ट, आदि) यह एक उच्च सटीकता के लिए जाना जाता है, आमतौर पर एक अरब में 1 भाग के क्रम का। हालांकि विभिन्न राष्ट्रीय मानक प्रयोगशालाओं द्वारा बनाए गए प्रकाशिक शक्ति मानकों को एक हजार में से केवल एक भाग के लिए परिभाषित किया गया है। जब तक इस सटीकता को क्रमिक लिंक के माध्यम से और कम किया गया है, तब तक उपकरण अंशांकन सटीकता आमतौर पर केवल कुछ प्रतिशत होती है। सबसे सटीक फील्ड ऑप्टिकल पावर मीटर 1 प्रतिशत अंशांकन सटीकता का दावा करते हैं। यह एक तुलनीय विद्युत मीटर की तुलना में कम सटीक परिमाण का क्रम है। ऑप्टिकल पावर मीटर के लिए अंशांकन प्रक्रियाएँ आई. ई. सी. 61315 एड में दी गई हैं। 3 बीः 2019-फाइबर-ऑप्टिक पावर मीटर का अंशांकन। इसके अलावा, उपयोग में प्राप्त सटीकता आमतौर पर दावा की गई अंशांकन सटीकता की तुलना में काफी कम होती है, जब तक कि अतिरिक्त कारकों को ध्यान में रखा जाता है। विशिष्ट क्षेत्र अनुप्रयोगों में, कारकों में शामिल हो सकते हैंः परिवेशी तापमान, ऑप्टिकल कनेक्टर प्रकार, तरंग दैर्ध्य भिन्नताएं, रैखिकता भिन्नताएं, बीम ज्यामिति भिन्नताएं, डिटेक्टर संतृप्ति। इसलिए, व्यावहारिक उपकरण सटीकता और रैखिकता का एक अच्छा स्तर प्राप्त करना एक ऐसी चीज है जिसके लिए काफी डिजाइन कौशल और निर्माण में देखभाल की आवश्यकता होती है। डेटा संचरण और ऑप्टिकल फाइबर की विश्वसनीयता में बढ़ते वैश्विक महत्व के साथ, और डेटा केंद्रों में इन प्रणालियों के ऑप्टिकल लॉस मार्जिन को तेजी से कम करने के साथ, ऑप्टिकल पावर मीटर की सटीकता पर जोर दिया जा रहा है, और अंतर्राष्ट्रीय प्रयोगशाला प्रत्यायन सहयोग (आई. एल. ए. सी.) मान्यता प्राप्त अंशांकन के माध्यम से उचित अनुरेखण अनुपालन भी है, जिसमें राष्ट्रीय मानकों के लिए मेट्रोलॉजिकल अनुरेखण और समग्र सटीकता दावों में विश्वास में सुधार के लिए आई. एस. ओ./आई. ई. सी. 17025 के लिए बाहरी प्रयोगशाला प्रत्यायन शामिल है। विस्तारित संवेदनशीलता मीटर प्रयोगशाला बिजली मीटर के एक वर्ग में-110 डी. बी. एम. के क्रम की विस्तारित संवेदनशीलता होती है। यह एक बहुत छोटे डिटेक्टर और लेंस संयोजन का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, और आमतौर पर 270 हर्ट्ज पर एक यांत्रिक प्रकाश चॉपर भी, इसलिए मीटर वास्तव में एसी प्रकाश को मापता है। यह अपरिहार्य डीसी विद्युत प्रवाह प्रभावों को समाप्त करता है। यदि लाइट चॉपिंग को एक उपयुक्त सिंक्रोनस (या "लॉक-इन") एम्पलीफायर के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है, तो आगे की संवेदनशीलता प्राप्त होती है। व्यवहार में, ऐसे उपकरण आमतौर पर छोटे डिटेक्टर डायोड के कारण कम पूर्ण सटीकता प्राप्त करते हैं, और इसी कारण से, केवल एकल-मोड फाइबर के साथ युग्मित होने पर ही सटीक हो सकते हैं। कभी-कभी इस तरह के उपकरण में एक ठंडा डिटेक्टर हो सकता है, हालांकि जर्मेनियम सेंसर के आधुनिक परित्याग और आई. एन. जी. ए. ए. सेंसर की शुरुआत के साथ, यह अब तेजी से असामान्य है। पल्स पावर मापन ऑप्टिकल पावर मीटर आमतौर पर समय-औसत शक्ति प्रदर्शित करते हैं। इसलिए नाड़ी माप के लिए, संकेत शुल्क चक्र को अधिकतम शक्ति मूल्य की गणना करने के लिए जाना जाना चाहिए। हालांकि, तात्कालिक शिखर शक्ति अधिकतम मीटर रीडिंग से कम होनी चाहिए, या डिटेक्टर संतृप्त हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप गलत औसत रीडिंग हो सकती है। इसके अलावा, कम नाड़ी पुनरावृत्ति दर पर, डेटा या टोन डिटेक्शन के साथ कुछ मीटर अनुचित या कोई रीडिंग उत्पन्न नहीं कर सकते हैं। "हाई पावर" मीटर के एक वर्ग में डिटेक्टर के सामने कुछ प्रकार के ऑप्टिकल एटेन्यूएटिंग तत्व होते हैं, जो आमतौर पर अधिकतम पावर रीडिंग में लगभग 20 डीबी की वृद्धि की अनुमति देते हैं। इस स्तर के ऊपर, "लेजर पावर मीटर" उपकरण का एक पूरी तरह से अलग वर्ग का उपयोग किया जाता है, जो आमतौर पर थर्मल डिटेक्शन पर आधारित होता है। फाइबर ऑप्टिक संकेत में पूर्ण शक्ति को मापने वाले सामान्य फाइबर ऑप्टिक परीक्षण अनुप्रयोग। इस अनुप्रयोग के लिए, परीक्षण किए जा रहे तरंग दैर्ध्य पर शक्ति मीटर को ठीक से कैलिब्रेट करने और इस तरंग दैर्ध्य पर सेट करने की आवश्यकता होती है। एक उपयुक्त स्थिर प्रकाश स्रोत के साथ संयोजन में फाइबर में ऑप्टिकल नुकसान को मापना। चूँकि यह एक सापेक्ष परीक्षण है, सटीक अंशांकन एक विशेष आवश्यकता नहीं है, जब तक कि दूरी के मुद्दों के कारण दो या दो से अधिक मीटर का उपयोग नहीं किया जा रहा है। यदि एक अधिक जटिल दो-तरफा हानि परीक्षण किया जाता है, तो बिजली मीटर अंशांकन को नजरअंदाज किया जा सकता है, तब भी जब दो मीटर का उपयोग किया जाता है। त्वरित केबल निरंतरता परीक्षण में सहायता के लिए कुछ उपकरण ऑप्टिकल परीक्षण टोन का पता लगाने के लिए सुसज्जित हैं। मानक परीक्षण टोन आमतौर पर 270 हर्ट्ज, 1 किलोहर्ट्ज, 2 किलोहर्ट्ज होते हैं। रिबन फाइबर निरंतरता परीक्षण के लिए कुछ इकाइयाँ 12 टन में से एक का निर्धारण भी कर सकती हैं। परीक्षण स्वचालन विशिष्ट परीक्षण स्वचालन सुविधाएँ आमतौर पर हानि परीक्षण अनुप्रयोगों पर लागू होती हैं, और इसमें शामिल हैंः एक संदर्भ शक्ति स्तर पर इकाई को 0 डी. बी. पढ़ने के लिए सेट करने की क्षमता, आमतौर पर परीक्षण स्रोत। रीडिंग को आंतरिक स्मृति में संग्रहीत करने की क्षमता, बाद में याद करने और कंप्यूटर पर डाउनलोड करने के लिए। एक परीक्षण स्रोत के साथ तरंग दैर्ध्य को समक्रमित करने की क्षमता, ताकि मीटर स्रोत तरंग दैर्ध्य पर सेट हो जाए। इसके लिए एक विशेष रूप से मेल खाने वाले स्रोत की आवश्यकता होती है। इसे प्राप्त करने का सबसे सरल तरीका, एक परीक्षण स्वर को पहचानना है, लेकिन सबसे अच्छा तरीका डेटा का हस्तांतरण है। डेटा विधि के लाभ हैं कि स्रोत अतिरिक्त उपयोगी डेटा भेज सकता है जैसे कि नाममात्र स्रोत शक्ति स्तर, क्रम संख्या आदि। तरंगदैर्घ्य-चयनात्मक मीटर एक तेजी से सामान्य विशेष-उद्देश्य वाला ओ. पी. एम., जिसे आमतौर पर "पी. ओ. एन. पावर मीटर" कहा जाता है, को एक लाइव पी. ओ. एन. (पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क) सर्किट में जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और साथ ही साथ विभिन्न दिशाओं और तरंगदैर्ध्य में ऑप्टिकल शक्ति का परीक्षण किया जाता है। यह इकाई अनिवार्य रूप से एक ट्रिपल पावर मीटर है, जिसमें तरंग दैर्ध्य फिल्टर और ऑप्टिकल कपलर का संग्रह है। उचित अंशांकन मापा ऑप्टिकल संकेतों के अलग-अलग कर्तव्य चक्र द्वारा जटिल होता है। इसमें एक सरल पास/फेल डिस्प्ले हो सकता है, जो कम विशेषज्ञता वाले ऑपरेटरों द्वारा आसान उपयोग की सुविधा प्रदान करता है। वोल्टेज धारा मापन के लिए फोटोडायोड का उपयोग करते समय फाइबर ऑप्टिक पावर मीटर की तरंग दैर्ध्य संवेदनशीलता एक समस्या है। यदि तापमान-संवेदनशील माप वोल्टेज-वर्तमान माप को फोटोडायोड द्वारा प्रतिस्थापित करता है तो ओ. पी. एम. की तरंग दैर्ध्य संवेदनशीलता को कम किया जा सकता है। इस प्रकार यदि फोटोडायोड एक स्थिर वोल्टेज स्रोत द्वारा विपरीत पक्षपाती है और निरंतर धारा के साथ आपूर्ति की जाती है, जब प्रकाश द्वारा ट्रिगर किया जाता है तो जंक्शन शक्ति को नष्ट कर देता है। जंक्शन का तापमान बढ़ जाता है और थर्मिस्टर द्वारा मापा जाने वाला तापमान वृद्धि ऑप्टिकल शक्ति के सीधे आनुपातिक होता है। निरंतर धारा आपूर्ति के कारण, फोटोडायोड में शक्ति का परावर्तन लगभग शून्य होता है और संयोजकता बैंड और चालन बैंड के बीच इलेक्ट्रॉनों का आना-जाना स्थिर होता है। ऑप्टिकल एटेन्यूएटर संदर्भ भी देखें बाहरी लिंक ओ. पी. एम. अनुप्रयोग नोट्स ग्रीन. टी. ई. जी. अनुप्रयोग नोट लेजर पावर मापन दिशानिर्देश ओ. पी. एम. के ऑप्टिकल उपकरणों को निर्दिष्ट करने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण मीटर फाइबर प्रकाशिकी दूरसंचार उपकरण