Устройство для измерения межмодовой дисперсии в волоконном световоде Советский патент 1987 года по МПК G01M11/00 

11283575

Изобретение i относится к оптичесой связи и может быть использовано ля определения дисперсионных харакеристик многомодовых волоконных све- оводов.I 5

Целью изобретения является повышение точности измерения дифференциальных задержек различных мод в волоконном световоде.

Для этого задержка каждой моды JO определяется по частоте генератора импульсов, в цепь обратной связи которого введено измеряемое волокно с фильтром отдельных мод на выходе волокна.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Предлагаемая блок-схема содержит модулятор 1, излучатель 2, интерференционный фильтр 3, смеситель 4 мод, измеряемый волоконный световод 5, блок 6 модовых фильтров, фотоприемник 7, блок 8 регистрации, счетчик 9 импульсов, вычислитель 10, таймер 11, схему 12 запуска, элек- . тронный ключ 13.

Устройство работает следующим образом.

Импульс с выхода схемы 12 запуска поступает на управляющие входы счетчика 9 импульсов, вычислителя 10 и таймера 11 и приводит их в исходное состояние. При этом содержимое вычислителя 10 и счетчика 9 импульсов обнуляется, а таймер 11 начинает 35 формировать импульсы определенной частоты, которые со счетного выхода таймера 11 поступают на один из счетных входов вычислителя 10. Вместе с зтим на управляющем выходе таймера 40 устанавливается уровень напряжения, открьюающий ключ 13.

пу д

с ч с э т

н

15 з ч

к

25 ч

X

I

Импульс с выхода схемы 12 запуска также поступает на вход модулятора 1, на выходе которого формируется короткий импульс, модулирующий излучатель 2. Короткий световой импульс с выхода излучателя 2 вводится в отрезок исследуемого световода 5 чет- рез узкополосный интерференционный фильтр 3 и с выхода световода 5 через блок 6 МОД07ЫХ фильтров поступает на вход фотоприемника 7. Фотоприемник 7 преобразует световой импульс в электрический, который поступает на счетный вход счетчика, импульсов 9 и на вход электронного ключа 13. Так как ключ 13 открыт, то им45

50

ее у

пульс проходит на его выход и попадает на вход модулятора 1. Затем цикл повторяется..

Интервал времени работы устройства задается таймером 11. По окончании этого интервала на управляющем выходе таймера 11 устанавливается уровень- напряжения, запирающий электронный ключ 13, при этом блокируется вход модулятора I. Вычислитель 10 производит подсчет отношения

-Nt CN

где N - число импульсов,

O

15 зарегистрированное счетчиком 7; N-r - чи,сло импульсов, сформированное таймером; - период импульсной последовательности таймера.

Отношение N

N N.

можно представить

как --, где - время работы устройства. Таким образом.

р.|.

35 40

25 частота следования импульсов в устройстве. Частота следования импульсов в устройстве зависит от времени распространения светового импульса в волокне Tg и времени преобразования импульсов в электронной части

F -1.

Отсюда можно получить время распространения сГ. в виде

X

е

N.

(1)

Неизвестным в правой части (1) ,. Дпя его определения

является i

световые импульсы пропускают по пути известной длины L в свободном пространстве (воздухе). Тогда Сд

Т L

и где с - скорость света в

свободном пространстве.

Измерение межмодовой дисперсии в волоконных световодах производится путем измерения разности времен распространения по волокну различных мод. Для двух произвольных мод эта разность равна

.т NC, - Ne, J

Для фильтрации различных мод в устройстве используется блок 6 модовых фильтров, который выполняют, например, в виде набора кольцевых масок или голограмм. Узкололосый ин- тереференционный фильтр 3 устанавливают для повьппения точности измерения межмодовой дисперсии за счет уменьшения влияния хроматической дисперсии. Смеситель 4 мод используется с целью исключения влияния условий возбуждения волокна на точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения межмодовой дисперсии в волоконном световоде, содержащее модулятор, электрически соединенный с излу 1ателем, фотоприемник, соединенный с входом электронного блока регистрации, который содержит ключ, выход которого соединен с входом модулятора, отличающееся тем, что, с целью повьвпения точности измерения дифференциальных задержек различных мод.

в устройство введены узкополосный интерференционный фильтр, связанный оптически с выходом излучателя, смеситель мод, связанный с измеряемым

световодом, блок модовых фильтров, расположенный перед приемником, а в блок регистрации введены счетчик импульсов, таймер, вычислитель и схема запуска, причем вход блока

регистрации соединен с входом счетчика импульсов, выход которого связан с одним из счетных входов вычислителя, второй счетный вход которого связан со счетным выходом

таймера, управляющий выход которого связан с управляющим входом ключа, второй вход которого связан с входом счетчика импульсов, а выход схемы запуска связан с управляющйми входами таймера, вычислителя, счетчика импульсов, а также с выходом ключа.

Изобретение относится к области оптической связи и позволяет повысить точность измерени-я дифференциальных задержек различных мод в волоконном световоде. Импульс схемы запуска 12 поступает на вход модулятора 1, импульс на выходе которого модулирует излучатель 6. Световой импульс с выхода излучателя 2 вводится в исследуемый световод 5 через фильтр 3 и с выхода световода 5 через блок 6 фильтров поступает на вход фотоприемника 7, преобразующего световой импульс в электрический, поступающий на вход счетчика 9 импульсов и на вход электронного ключа 13, который открыт, и импульс проходит на вход модулятора 1. Для фильтрации различных мод используется блок 6 модовых фипьтров. Фильтр 3 установлен для повышения точности измерения межмодовой дисперсии за счет уменьшения влияния хроматической дисперсии. 1 ил. О S (Л с 1C 00 00 СП СП