Способ обнаружения дефектов в одномодовых волоконных световодах Советский патент 1988 года по МПК G01M11/00 

/

L

6

со «

О)

о ел

;о

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность обнаружения дефектов в ОДНОМОДОВЫХ волокнах, для которых отсутствует зависимость длины волны отсечки второй моды от длины волокна. Для этого дополнительно определяют длину волны Х, проникновения второй моды в светоотражающую оболочку, вблизи которой вторая мода характеризуется большими потерями, обусловленными различного рода неоднороднос- тями. В волокно 5 вводят импульсное излучение источника I с длиной волны А , превышающей Д. Обратнорас- сеянный свет от делительной пластины 3 через поляризатор 6 попадает в фотоприемник 7 и выводится на осциллограф 9. О наличии дефекта в волокне судят по появлению скачкообразного изменения на кривой зависимости интенсивности обратнорассеянного света от времени его распространения ил. § (Л

8

U

11

Изобретение относится к волоконной оптике и предназначено для обнаружения дефектов в светоотражающей оболочке оптических волокон, для которых отсутствует зависимость длины вoлн,I отсечки второй моды от длины волокна, например волокон со свето- ведущей сердцевиной, выполненной из двуокиси кремния, легированной фто- ром и фосфором с характерным w-образ ным профилем показателя преломления

Цель изобретения - повышение чувствительности способа.

На чертеже приведена схема, ил- люстрирующая предлагаемый способ.

Излучение от импульсного источника I света с длиной волны Л после прохождения через поляроид 2, полупрозрачную делительную пластину 3с помощью линзы 4 вводится в волокно 5. Обратнорассеянный свет, пройдя делительную пластину и поляризатор 6, скрещенный с первым для устранения френелевского отражения от торца све товода, попадает на фотоприемник 7, сигнал после усилителя 8 выводится На осциллограф 9, где регистрируется зависимость интенсивности обратно- рассеянного света от времени.

По появлению на указанной кривой скачкообразного изменения судят о наличии в световоде дефекта. Местоположение дефекта определяют по формуле

Z ,

где 2 - длина световода от входного торца до дефекта;

V - средняя групповая скорость;

Т - время распространения света

по волокну до дефекта. Способ обнаружения дефектов в од- номодовых волоконных световодах включает определение длины волны отсечки направляемой световодом второй моды i, , подачу в световод импульсного сигнала излучения, регистрацию зави- симдсти интенсивности сигнала обрат- норассеянного света от времени и определение дефекта по наличию на кривой указанной зависимости скачкообразных изменений, причем предварительно определяют длкну волны Л,, проникновения поля второй моды в светоотражающую оболочку, а длину волны импульсного излучения Л выбирают из условия Л .

Одномодовый режим работы световода характеризуется распространением

по нему фундаментальной LP моды. Одномодовый режим работы осуществляется при подаче в световод излучения с длиной волны, превьшающей длину волны отсечки А, второй LP, моды. Вблизи длины волны отсечки, начиная

д

5

0 5 о

0

5

5

0

5

с некоторой длины волны л

г

; Л, расплыполе второй моды начинает ваться и проникать в светоотражающую оболочку. Вторая мода становится плохонаправляемой световодом и соответственно характеризуется большими потерями, обусловленными всякого рода неоднородностями. Эта особенность распространения излучения в одномодовом световоде используется для определения длины волны отсечки второй моды, т.е. для выбора условий одномодового режима работы.

Указанное свойство используется для обнаружения дефектов в одномодо- вых волоконных световодах. С этой целью зондирование световодов надо осуществлять не на длине волны, превышающей длину волны отсечки, как это делается в известном способе, а выбирать длину волны из области, в которой вторая мода становится плохо- направляемой и обладает повьш1ен- ным затуханием при наличии различных дефектов. Эта область лежит ниже Л, и для каждого световода может определяться экспериментально по известной методике, согласно которой измеряется зависимость оптической мощности на выходе световода от длины волны излучения в прямом световоде и затем в деформированном. Сравнивая эти зависимости, строится зависимость вносимых дефектом потерь от длины волны излучения. Такая зависимость имеет максимум, характеризующий область повышенной чувствительности затухания второй моды к различным неоднородностям, резкий край в длинноволновой области, который соответствует длине волны отсечки второй моды AI и второй край в коротковолновой области, характеризующий начало расплывания поля второй моды и проникновения его в оболочку.

Пример 1. Анализируют одно- модовый волоконный световод длиной 600 м, в котором световедущая сердцевина выполнена из двуокиси кремния, легированной фтором и фосфором. Разность показателей преломления между сердцевиной и оболочкой составляет

8,5 X 10 . Используя в.качестве источника света лампу при помощи моно- хроматора определяют по известному методу длину волны отсечки второй моды, которая составляет 1,2 мкм, и длину волны, выше которой поле второй моды проникает в оболочку, она составляет 0,84 мкм. Затем волоконный световод устанавливают на юсти- ровочный трехкоординатный столик. Свет от лазера с длиной волны излучения I,06 мкм, с частотой повторения импульсов света 25 Гц и длительностью 12 НС вводят в оптическое во- локно. Обратнорассеянный сигнал регистрируют на осциллографе. По появлению на кривой скачкообразного изменения делают вывод о наличии в волокне дефекта и определяют его местоположение ( м).

Анализируется волоконный световод имеющий длину 600 м. От него отламывают кусок длиной 2м и измеряют зависимость оптической мощности иа выг. ходе световода от длиШ) волны излучения сначала в прямом световоде, а затем делают изгиб световода диаметром 2-4 см и снова измеряют зависимость проходящей мощности от длины волны излучения. Далее строят зависимость вносимых изгибом потерь от длины волны излучения. Горб потерь соответствует области повьшенной чувствительности второй (LP,, ) моды к возмущениям. Длинноволновой край горба соответствует Л, , коротковолновой Л . Определив таким образом , и Aj, выбирают Л из условия ,.

Формула изобретения

Способ обнаружения дефектов в од- номодовых волоконных световодах, включающий определение длины волны отсечки Д, , направляемой световодом второй моды, подачу в световод импульсного сигнала излучения, регистрацию зависимости интенсивности об- ратнорассеянного сигнала во времени и определении дефекта по наличию на кривой измеренной зависимости скачкообразных изменений, отличающийся тем, что, с целью повьщге- кия чувствительности обнаружения дефектов в одномодовых волокнах, дпя которых отсутствует зависимость длины волны отсечки второй моды от длины волокна, дополнительно определяют длину волны проникновения второй моды в светоотражающую оболочку Д j, а длину волны импульсного излучения выбирают в интервале Д} л л, .