Способ измерения длины волны отсечки волоконного световода и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01M11/02 G02B6/00 

32793

зйпнснмог.тиj при которой наблюдается накснмалыше изменение амплитуды сигнала. Устройство, раелтЕзующее способ содержит источник 1 монохроматического излученияэ модулятор 2 акплп- туды оптического иэлучешШ} оптическую систему 3 ввода излучения в световод /4, фотопрпемник 5, блок 6 механического воздействия, полосовой фильтр 7t усилитель 8 с переменным

Изобретение относится к способу и устройству для измерения длины волны отсечки одномодовых: волоконных световодов и может использоваться как в системах контроля параметров световодов при ия изготовлении5 так и в различных нзмерителызых комплексах

Цель нэобретегшя - обеспечить сокращение времени измерений и более npocTyto тезшшшскую реализацию.

Для этого механическое воздействие на участок световода осущестгг- периодически.с заданной часто- ТОЙ5 модулируют по амплитуде оптическое излучегше вводимое в световод,, с частотой превьццагощей частоту ме- канического воздействия, измеряют на частоте модуляции амплитуду снг- напа(, пропорционального интеисивнос - ти оптического излучения на выходе световода, стабилизир тот максималь- 1гую ai-тлитуду этого сигнала, получа- емую при отсутствии мехамического воздействия на участок световодаj и регистрацюо заивисимости величины сигнала от , волны излучения осуществляют nyTGi i измерения амплитуды ятого сигнала на частоте, механическо .го воздействия, а длмну ЕОЛНЫ отсеч.к определяют как значение длины волт. на полученной ухазаиной завис -гмости5 при которой ,наблюдается максимальное изменение амплитуды сигнала.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства: на фига2 блок не хан гческого воздействия па участок световода; на фиг.З - временная диаг рамма электрх ческого сигнала, пропор циональ;ггого иитонсивиости излучения ла выходе световода.

коэффициентом усиления, детекторы 9 и 10, генератор II, регистрирующее устройство 2 и блок J3 управления оптическим излучением. Введение новых элементов н ое разование новых связей между элемкнтами устройства позволяет сократить время измерения длины волны отсечки и уменьшить вероятность paapymeimH световода в процессе измерений. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Устройство содержит (фиг,I) перестраиваемый по длине волны источник 1 монохроматического излучения, модулятор 2 амплитуды оптического иэ- лучения, оптическую систему 3 ввода излучения в световод 4, фотоприемник 5, блок 6 механического воздействия на участок световода 4, последовательно соединенные с йыходом фото- приемника 5 полосовой фильтр 7, блок стабилизации сигнала, состоящий иэ усгшителя 8 с переменным коэффициентом усиления и пикового детектора 9 включенного в цепь обратной связи усилителя 8, и детектор 10, генератор П переменного напряжения, одии выход которого подключен к управляющему входу детектора 10, а другой - к блоку б электромеханического воЗ- действия на световод, регистрирующее устройство 12, одни вход которого соединен с выходом детектора 10, и блок 13 управления оптическим излучением, один выход которого подключен к ис- точнику 1 излучения, а другой - к второму входу регистрирующего устроим ства 12, Блок 6 механического воздействия на участок световода может быть выполнен, как показано на фиг,2. Он содержит электромагнит с сердечником 14 и обмоткой 15, прокладку 16 из немагнитного материала и съемиый якорь 17, Поверхности прокладки 16 и якоря 17, обращенные друг к другу, вьшолнены шероховатыми.

Данный способ осуществляют с по мощью описанного устройства следующим образом. Оптическое излучение с перестраиваемой длиной волны света в диапазоне от Д до Д с выхода источника 1 с помощью модулятора 2 последовательно во времени прерьгаагот с частсУтой f . С помсЛдью оптической системы 3 это излучение вводят в отрезок исследуемого световода 4, который на некотором участке своей длины помещен между прокладкой 16 и якорем 17 блрка. В обмотку 15 блока б от генератора синусоидального напряжения подают перемен гый ток с частотой fj/Z. При этом осуществляет- ся переменное во времени сдавливание участка световода 4 с частотой f,. Указанное сдавливание приводит к тому, что в световода с частотой f- увеличиваются потери, вызванные мик- роизгибами участка световода. Амплитуда увеличения потерь зависит от отношения данной длины волны света и длине волны отсечки измеряемого световода. Таким образом, на выходе фо- топриемника 5 будет выделяться электрический сигнал на частоте f , про- модулированный по амплитуде с частотой f J. Оптимально, чтобы f, в несколько раз превыгаала по частоте f „ , ВрО1еиная диаграмма этого сигнала приведена на фиг.З, Здесь по оси Y отложена амплнтуда сигнала, по оси Х-время,

соответствует значению ам- плитуды сигнала в момент времени, когда воздействие на световод равно нулю когца воздействие на световод максимально. Для увеличения отношения сигнал - шум сигнал с фото прнемника 5 подают на полосовой фильтр 7, который имеет полосу пропускания fj i fJ, и затем на усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления. С помощью пикового детек- тора 9 измеряют амплитуду этого сигнала на частоте модуляции f, оптического излучения. Далее стабилизи- руют максимальную амплитуду U (фиг,3) этого сигнала, получаемую при отсутствии механического воздействия на световод. Для этого с пикового детектора 9 подают на усилитель 8 сигнал, пропорциональный меренной амплитуде при отсутствии указанного воздействия на световод, при этом коэффициент усиления усилителя 8 изменяется обратно пропорционально величине этого сигнала. Тем самым устраняется изменение сигнала, вызванное спектральной зависимостью Iяркости источника излучения, чувст-. вительностью фотоприемника, изменеs Ок - 15 т- 20 т25

зо о-,- 40 . 50 , $

2793А84

ннем параметров ввода - вывода излучения в световод и т.п. С помощью детектора 10 выделяют сигнал на частоте fJ, амплитуда которого пропорциональна величине потерь в световоде, вызванных механическим воздействием на его участок в блоке 6, На регистрнрутощее устройство 12, в частности однокоординатный самописец, подают сигнал с детектора 10 и с блока .управления источником излучения 3, так что на оси V самописца отложена амплитуда потерь в световоде, а по оси Х-длина волны света.

Формула изобретения

1. Способ измерения длины волны отсечки волоконного световода, при котором в исследуемый световод вводят монохроматическое оптическое излучение, изменяют длину волны этого излучения, одновременно осуществляют механическое воздействие на участок световода и регистрируют зависимость величины сигнала, пропорцнонального интенсивности оптического излучения на выходе световода, от длины волны излученния, отличающийся тем, что, с цепью сокращения времени измерений и упрощения способа, осуществляют периодическое воздействие н,а участок световода, модулируют по интенсивности оптическое излучение, вводимое в световод, с частотой, превышающей частоту механического воздействия, измеряют на частоте мЪду- ляции амплитуду сигнала, пропорционального интенсивности оптического излучения на выходе световода, стабилизируют максимальную амплитуду этого сигнала при отсутствии механического воздействия и регистрируют , амплитуду этого сигнала на частоте механического воздействия в зависимости от длины волны излучения, а длину волны отсечки (пределяют по максимальному значению амплитуды этого сигнала,

2. Устройство для измерения длины волны отсечки волоконного световода, содержащее источник монохроматического излучения, оптическую систему, блок механического воздействия на световод, фотоприемник, регистрирующее устройство и блок управления длиной волны оптического излучения, один выход которого подключен к ис-SI

точнику монохроматического излучения 6 другой - к одному входу регистрн- рунщего устройства, о т-л и ч а к) (ц е е с я тем, что, с цешью сокращения времени иэнеренцИ, в него введены модулятор оптического излучения

, по интенсивности, расположенный перед оптической системой, полосовой фильтр, последовательно соединенньй

с выходом фотоприемника, усилитель

279348ft

9 С отрицательной обратной связью, со единенный с выходом полбсового фильтра и с входом детектора, выход кото рого соединен с вторым входом регист- 5 рирующего устройства, и генератор переменного напряжения, один выход которого подключен к приводу блока механического воздействия на. световод, а другой - к управляющему .входу де- 0 ,

Изобретение может нс пользовать- ся как в системах контроля параметров световодов при их изготовлении, так и в измерительных комплексах. Цель изобретения - обеспечить сокра- ращение времени измерений и более простую техническую реализацию. Для этого механическое воздействие на участок световода осуществляют периодически с заданной частотой, модулируют по амплитуде оптическое излу чение, вводимое в световод, с частотой, превьшающей частйту механического воздействия, измеряют на.частоте модуляции амплитуду сигнала, пропорционального интенсивности оптического излучения на выходе световода, . стабилизируют Максимальную амплитуду этого сигнала и регистрацию зависимости величины сигнгша от длины волны излучения осуществляют,путем измерения амплитуды этого сигнала на частоте механического воздействия,. а длину волны отсечки определяют как значение длины волны на полученной СО

Редактор О, Стенина

Составитель П. Оввян Техред В.Кадар Корректор А. Зимокосов

Заказ 2822/ДСП Тираж 541Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, уп. Проектная, 4