Устройство для измерения хроматической дисперсии волоконных световодов Советский патент 1992 года по МПК G02B6/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля характеристик оптических кабелей, в том числе в полевых условиях.

Известны устройства для измерения хроматической дисперсии волоконных световодов (ВС), в основе которых лежит определение времени распространения оптического излучения в ВС по измерению фазы синусоидального сигнала, прошедшего по ВС.

Устройство для измерения хроматической дисперсии содержит генератор синусоидального сигнала, соединенный с

несколькими ПЛ, оптические изоляторы, оптический коммутатор, опорный и исследуемый ВС, по два фотодиода, усилителя, полосовых фильтра и фазометр. Сигнал от одного из ПЛ через оптический изолятор поступает в опорный ВС, а от остальных ПЛ сигналы через оптические изоляторы с помощью оптического коммутатора поочередно вводятся в исследуемый ВС.

Приемная часть устройства имеет два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фотодиода, усилителя и полосового фильтра. Измерительный (вышедший из исследуемого ВС) и

XI

Јь

о XI

С

опорный сигналы проходят через соответствующие каналы приемной части и с выходов полосовых фильтров подаются на входы фазометра.

Недостатком этого устройства является то, что в результате внешних воздействий во время измерения исследуемый и опорный ВС могут по-разному изменять свои оптические свойства, что приводит к различному изменению фаз сигналов на их вы- ходах и к уменьшению точности измерения. Кроме того, для создания опорного канала требуются дополнительно ПЛ, фотодиод и опорный ВС, что усложняет конструкцию устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения хроматической дисперсии волоконных световодов, содержащее генератор синусоидального сигнала, соединенный с несколькими (в об- щем случае N) ПЛ с различными длинами волн, оптический коммутатор, входы которого оптически соединены с первыми N-1 ПЛ, оптический соединитель, первый вход которого соединен с выходом оптического коммутатора, второй вход - с N-м ПЛ, а выход соединен с входом исследуемого ВС, оптический демультиплексор, вход которого соединен с выходом исследуемого ВС, а выходы - с входами двух оптических прием- ников, выходы которых соединены с входами фазометра. Сигнал N-го ПЛ является опорным. Сигналы от первых N-1 ПЛ поочередно с помощью оптического коммутатора через оптический соединитель вводятся в исследуемый ВС вместе с опорным сигналом. На выходе ВС два сигнала с различными длинами волн разделяются оптическим демультиплексором и подаются на оптические приемники. Фазометр измеряет раз- ность фаз сигналов на выходах оптических приемников.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, так как в оптическом демультиплексоре теряется часть энергии сигналов, что приводит к уменьшению отношения сигнала к шуму на выходе оптического приемника и уменьшению точности измерения разности фаз.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерения.

Это позволяет получить значительный экономический эффект вследствие уменьшения расхода ВС при отработке техноло- гии производства новых конструкций ВС, а также увеличить качество проектируемых ВОСП с одномодовыми ВС, искажения сигналов в которых определяются хроматической дисперсией.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения хроматической дисперсии ВС введены два одинаковых делителя частоты с коэффициентом деления п и полосовые фильтры, настроенные на частоты f и f/n (f - частота сигнала генератора). Два ПЛ с различными длинами волн модулируются сигналами с различной частотой, которые вводятся одновременно в исследуемый В С, и разделяются в приемной части устройства с помощью электрических полосовых фильтров. Это позволяет исключить из устройства оптический демультиплексор и увеличить отношение сигнала к шуму на выходе оптического приемника.

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения хроматической дисперсии ВС.

Устройство для измерения хроматической дисперсии ВС содержит генератор 1 синусоидального сигнала с частотой f, первый делитель 2 частоты с коэффициентом деления n, N ПЛ с различными длинами волн 3-6, оптический коммутатор 7, оптический соединитель 8, исследуемый В С 9, оптический приемник 10, первый 11 и второй 12 полосовые фильтры, настроенные на частоты f/n и f соответственно, второй делитель 13 частоты и фазометр 14.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой f, который, пройдя через первый делитель 2 частоты с коэффициентом деления п, модулирует ПЛ 3-5 (частота модуляции f/n). Сигнал с частотой f модулирует ПЛ 6. Опорный оптический сигнал из ПЛ 6 и измерительный оптический сигнал одного из ПЛ 3-5 с помощью оптического коммутатора 7 и оптического соединителя 8 вводятся в исследуемый В С 9. В нем каждый сигнал испытывает задержку, зависящую от длины волны соответствующего ПЛ.

С выхода исследуемого ВС 9 измерительный и опорный сигналы поступают на оптический приемник 10, выход которого соединен с входами полосовых фильтров 11 и 12. При этом первый полосовой фильтр 11 настроен на частоту f/n, а второй полосовой фильтр 12 - на частоту f. Выход второго полосового фильтра 12 соединен с вторым делителем 13 частоты с коэффициентом деления п.

Сигналы с выходов полосового фильтра 11 и делителя 13 частоты, имеющие одинаковую частоту, поступают на входы фазометра 14. Легко показать, что разность этих сигналов, измеряемая фазометром,

р

2я

Ar + i/

где Ат - разность задержек сигналов от двух ПЛ в В С 9;

тр- постоянная разность фаз, не зависящая от задержек сигналов в ВС. Ее можно учесть предварительной калибровкой устройства на коротком отрезке В С, в котором ДтЧ).

Таким образом, измерив разность фаз р и зная частоту модуляции f, коэффициент деления частоты п и величину Ц , можно определить разность задержек оптических сигналов Дт с различными длинами волн.

С помощью оптического коммутатора 7 к исследуемому ВС 9 через оптический соединитель 8 последовательно подключаются различные ПЛ 3-5, что обеспечивает измерение задержек на различных длинах волн, из которых определяется хроматическая дисперсия.

В реальном устройстве могут быть использованы генератор синусоидального сигнала с частотой МГц, делители частоты с коэффициентом деления 8, полосе- вые фильтры на частоты 400 и 50 МГц, ПЛ с длинами волн 1220, 1270, 1300, 1340, 1500 и 1550 нм.

В качестве опорного может быть выбран ПЛ с Я 1300 нм.Для измерения раз ности фаз может быть использован промышленный прибор ФК2-29.

Формула изобретения

Устройство для измерения хроматической дисперсии волоконных световодов, со-

5

0

5

0

5

0

держащее генератор синусоидального сигнала с частотой f, N полупроводниковых лазеров с различными длинами волн, при этом N-й полупроводниковый лазер электрически соединен с выходом генератора синусоидального сигнала, оптический коммутатор входы которого оптически соединены с первыми N-1 полупроводниковыми лазерами, оптический соединитель, первый вход которого соединен с выходом оптического коммутатора, второй вход - с N-м полупроводниковым лазером, а выход соединен с входом исследуемого волоконного световода, оптический приемник, вход которого оптически соединен с выходом исследуемого волоконного световода, и фазометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены первый и второй одинаковые делители частоты с выходной частотой f/n, где п - целое число, и первый и второй полосовые фильтры, настроенные на частоту f/n и f соответственно, при этом выход генератора синусоидального сигнала соединен с входом первого делителя частоты, выход которого электрически соединен с первыми N-1 полупроводниковыми лазерами, входы полосовых фильтров электрически соединены с выходом оптического приемника, выход первого полосового фильтра соединен с первым входом фазометра, выход второго полосового фильтра соединен с входом второго делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом фазометра

Изобретение относится к волоконным световодам и может быть использовано для контроля характеристик оптических волоконных световодов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор синусоидального сигс р f if-i-i, JJfV-f-,- л ,Ј f«- -У Д ., нала, N полупроводниковых лазеров (ПЛ) с различными длинами волн, оптический коммутатор, оптический соединитель, исследуемый волоконный световод, оптический приемник, фазометр, а также два одинаковых делителя частоты и два полосовых фильтра на разные частоты. Генератор синусоидального сигнала соединен с первыми N-1 ПЛ и через первый делитель частоты - с N-м ПЛ, Оптические сигналы от одного из первых N-1 ПЛ и от Nl-ro ПЛ, имеющие разную частоту модуляции, через оптический коммутатор и оптический соединитель вводятся в исследуемый световод, из которого попадают на оптический приемник. Два электрических синусоидальных сигнала с выхода оптического приемника разделяются полосовыми фильтрами и поступают на входы фазометра, причем сигнал с большей частотой предварительно проходит через второй делитель частоты. Хроматическая дисперсия определяется по измеренной разности фаз этих сигналов. 1 ил. сл с

IJJ-I