Устройство для измерения характеристик оптических волокон

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

СОюз СОаетских

СОциалистических

Республик

< >871014 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 270979 (21) 2820247/18-10 с присоединением Заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0710.81. Бюллетень N9 37 (53) клз

С 01 М 11/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытия (53) УДК 535.863 (088. 8) Дата Опубликования описания 071081 (72) Авторы изобретения,М.Я.Яковлев и В.Н.Цуканов (71) Заявмтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Устройство позволяет измерять дисперсию (спектр) времени распространения сигналов по оптическому волокну, не требует широкополосных источников излучения. Условием точного измерения дисперсии является неравенство — f< >> F где F — частота сканирования f — спектр, характеризующий дисперсию времени распрост30 ранения.

Изобретение относится к области измерительной техники; техники связи и оптоэлектроники и может быть ис- пользовано в оптико-механической, электротехнической промышленности и промышленности средств связи при производстве и исследованиях оптических волокон, жгутов и кабелей иэ 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 двухкоординатиый регистратор (1).

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-частбтные характеристики.оптических волокон, т.е. зависимость модуля коэффициента передачи волокном глубины модуляции оптическою 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 (2

871014

)0

Ç0

25

45

Это условие не всегда ныполняется, особенно при измерении оптических волокон небольшой длины, так как имеет место соотношение

Ro u — т

Со5 9„ С где Ro — длина отрезка оптического волокна;

n — показатель преломления сердцевины, 9„ - угол, под,которым распростран.:ется "-мода излучения, С вЂ” скорость света; крутизна изменения частоты синусоидального сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения характеристик рптических волокон, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального сигнала, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, усилитель, излучатель, устройство ввода излучения в волокно, фотоприемник, второй смеситель, ана,лизатор и регистратор (3 ).

Недостатком устройства является невозможность измерить дисперсию времени распространения сигнала с достаточной. точностью.

Целью изобретения является повышение точности при измерении дисперсии времени распространения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения характеристик оптических волокон, содержащем последовательно соединенные генератор синусоидального сигнала, первый смеситель, нторой вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, усилитель, излучатель, устройство ввода излучения н 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 диаграмма 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 6 излучения н измеряемый отрезок волокна, фотоприемника 7, стоящего на выходе измеряемого волокна, второго смесителя 8, второй вход которого соединен с выходом источника синусоидального сигнала, анализатора спектра 9 и регистратора 10 °

Устройство работает следующим образом.

Источник синусоидального сигнала i . 1 вырабатывает напряжение 0 (см. фиг.2), частота которого изменяется по пилообразному закону от f до

Это напряжение подается на один иэ

2 входов смесителя 2, на другой вход смесителя подается синусоидальное напряжение частотой f> (f < f (f )

z от генератора 3. Усилитель 4, соединенный с выходом смесителя 2, выделяет и усиливает напряжение н частотном диапазоне (fq- f g) до (12 — f )

Э

Выходное напряжение усилителя 4 U; управляет полупроводниковым иэлуч,:.— телем 5, направляющим промодулированный оптический сигнал н измеряемый отрезок волокна устройством ввода б.

Оптический сигнал принимается фотоприемником 7. Выходное напряжение фотоприемника будет сдвинуто по времени относительно U на нремя распространения оптйческого сигнала по волокну (t »+ g t ), где t юспР . -ЮРасеР время распрострайения самой быстрой моды, (СРпс„+ gt< tQ — время распространения 1 -моды. Разброс времени распространения Ьгрдсд определяет дисг персию времени расйространения сигнала по волокну. После смешивания сигналов U .и 04 на выходе смесителя

8 будем иметь напряжение U4, состоящее иэ спектральных составляющих, характеризующих дисперсию оптических сигналов при их распространении,по волокну, причем частота этих составляющих превышает частоту f на величину

3

2. 4 Ои

1—

1 3 Т cos9C где Г - /Т = у1 — крутизна изменения частоты синусоидального сигнала.

Частоту f3 выбирают из условия f )) F.

Спектр выходного 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 f< v3 F, 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

871014 иа.

f -f

fg -fg л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при иэмерении дисперсии времени распространения, второй выход генератора синусоидального сигнала соединен со вторым входом второго смесителя.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Патент Франции Р 2296842, кл. G 01 М 11/02, опублик. 1976.

2. АВторское свидетельство СССР

9 687964, кл. G 02 В 5/14, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР.

5 9 644261, кл. G 02 В 5/14, 1977 (прототип).

ВНИИПИ Закаэ 8424/14

Тираж 910 Подписное

Филиал ППП Патент,г.ужгород, ул.Проектная,4