Устройство для измерения характеристик оптических волокон Советский патент 1981 года по МПК G01M11/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Изобретение относится к области измерительной техники , техники связи и оптоэлектроники и может быть использовано в оптико-механической, электротехнической промышлениости и промьшитенности средств связи .при производстве и исследованиях оптических волокон, жгутов и кабелей из них, а также волоконно-оптических систем связи. Известно устройство для. измерения характеристик оптических волокон, которое включает генератор, усилитель, источник излучения, устройство .ввода излучения в измеряемый отрезок волокна, фотоприемник-, стоящий на выходе измеряемого отрезка волокна, анализатор спектра и двухкоординатны регистратор fl. Работа устройства заключается в , том, что на вход измеряемого отрезка волокна подают излучение, модулированное короткими импульсами, и измеряют спектр импульсных сигналов, . полученных в результате детектирования излучения, прошедшего через волокно. Устройство позволяет измерять амплитудные модуляционно-частЬтные характеристики, оптических волокон, т.е. зависимость модуля коэффициента передачи волокном глубины модуляции оптического излучения от частоты модуляции. Устройство требует широкополосного источника импульсного -.. сигнала и источника излучения и обладает низкой точностью измерений. Известно также устройство для измерения характеристик оптических волокон, содержащее последовательно включенные источник синусоидального сигнала, частота которого меняется по. пилообразному закону, усилитель, источник излучения, устройство ввода излучения и измеряемое волокно, фотоприемник, стоящий на выходе волокна, смеситель, второй вход которого соединен с выходом источника синусоидального сигнала, анализатор спектра и регистратор f2. Устройство позволяет измерять дисперсию (спектр) времени распространения сигналов по оптическсялу волокну, не требует широкополосных источников излучения. Условием точного измерения дисперсии является неравенство - F, где F - частота сканирования; f,- - спектр, характеризующий дисперсию времени распространения. Это условие не всегда выполняется особенно при измерении оптических волокон небольшой длины, так как имеет место соотношение г . ОУ i З где ЕО - длина отрезка оптического волокна, п - показатель преломления серд цевины; 0| - угол, под .которым распространпется -мода излучения, С - скорость света; Т- крутизна изменения частоты синусоидального сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения характеристик рптиче.ских волокон, содержащее после довательно соединённые генератор синусоидального сигнала, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом генератора фиксировайной частоты, усилитель, излучатель, уст. ройство ввода излучения в волокно, фотоприемник, второй смеситель, ана- изатор и регистратор 3 . Недостатком устройства является невозможность измерить дисперсию времени распространения сигнала с достаточной, точностью. Целью изобретения является повыше ние точности при измерении дисперсии времени распространения. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения харак теристик -оптических волокон, содержащем последовательно соединенные .генератор синусоидального сигнала, первый смеситель, второй вход которо го соединен с выходом генератора фиксированной частоты, усилитель, излучатель, устройство ввода излучения в волокно, фотоприемник, второй смеситель, анализатор и регистратор второй выход генератора синусоидального сигнала соединен с вторым выходом второго смесителя. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная ди аграмма работы устройства. Устройство состоит из последовательно включенных источника синусо,идального сигнала 1, частота которого изменяется по пилообразному закону смесителя 2, второй вход которого соединен с выходом генератора фикси:рованной частоты 3, усилителя 4, излучателя 5, устройства ввода б из лучения в измеряемый отрезок волокн фотоприемника 7, стоящего на выходе измеряемого всэтокна, второго смесителя 8, второй вход которого соедин с выходом источника синусоидального сигнала, анализатора спектра 9 и ре гистратора 10. Устройство работает следующим об разом. Источник синусоидального сигнала 1 вырабатывает напряжение U. (см. фиг.2), частота которого изменяется по пилообразному закону от f- до f. Это напряжение подается на один из входов смесителя 2, на другой вход смесителя подается синусоидальное напряжение частотой f (f,, . от генератора 3. Усилитель 4, соединенный с выходом смесителя 2, выделяет и усиливает напряжение в частотном диапазоне {f - f) до ( fj ). Выходное напряжение усилителя 4 U управляет полупроводниковым излучсГтелем 5, направляющим промодулированный оптический сигнал в измеряемый отрезок волокна устройством ввода 6. Оптический сигнал принимается фотоприемником 7. Выходное напряжение фотоприемника будет сдвинуто по времени относительно U2 на время распространения оптического сигнала по волокну (tpacnp+ ) е ± время распространения самой быстрой моды; {tpacnp+ tpacrW - время распространения i-моды. Разброс времени распространения ДЬрасп| -,определяет дисперсий времени распространения сигнала по волокну. После смешивания сигналов и и и на выходе смесителя 8 будем иметь напряжение 1) , состоящее из спектральных составляющих, характеризующих дисперсию оптических сигналов при их распространении ,по волокну, причем частота этих составляющих превышает частоту f, на величину - u. - fj fa- &ои r.- т где 2: /Т T-i крутизна изменения частоты синусоидальногосигнала. Частоту fj выбирают из условия f,F. Спектр вьц одного напряжения смесителя 8 измеряется анализатором спектра 9 и фиксируется регистратором 10. Измеренный спектр однозначно определяет дисперсию времени распространения. Таким образом, расширяется диапазон контролируемых волокон, так как увеличивается неравенство , по, вышается точность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения характеристик оптических волокон, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального сигнала, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, усилитель, излучатель, устройство ввода излучения и волокно, фотоприемник, второй смеситель, анализатор и регистратор, о т