Способ определения амплитудно-частотной характеристики световода

 

О П И С А Н И Е ()934281

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 18.1 1.80 (21) 3008122/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 0 I М 11/02

Гасударственный квмитет

СССР

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (53) УДК 621.376. .22.535.3 (088.8 ) пв делам изобретений и вткрмтий (72) Авторы изобретения

И. П. Коршунов и.P. Ф. Матвеев

I т

° 1 I

Ордена Трудового Красного Знамени институт :, ) радиотехники и электроник! (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТОВОДА

Изобретение относится к оптике и может быть использовано для определения амплитудно-частотной характеристики многомодовых световодов.

Известны способы определения амплитудно-частотной характеристики световода по данным измерений импульсного отклика путем численного интегрирования (1) .

Однако это усложняет обработку результатов измерений. Кроме того, так как для точного определения формы амплитудно-частотной характеристики необходимы точные значения импульсного отклика во всем временном интервале, могут иметь место. неконтролируемые погрешности определения этой характеристики.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ заключающийся в амплитудной модуляции светового потока, вводимого в световод гармоническим сигналом, выделении и измерении величины выходного сигнала с частотой модуляции и нахождении отношений величин двух указанных сигналов (2) .

Известный способ дает недостаточную точность при исследовании коротких отрезков световода.

Цель изобретения — повышение точности определения амплитудно-частотной характеристики многомодовых световодов, что обеспечивается тем, что измерение выходного сигнала производят при фиксированной о частотеЯ,модуляции для ряда значений длин

Z> где j = 1...n световода, при этом указанные отношения соответствуют текущим значениям частоты Я = — - -- Д

4 Zp о

Таким образом, варьируют не частоту модуляции света, а изменяют длину исследуемого регулярного световода и регистрируют амплитуду сигнала на частоте модуляции при детектировании излучения на выходе световода. При этом амплитудно-частотную характеристику, т;е. зависимость сигнала на частоте модуляции от частоты модуляции, получают по данным измерений величины сигнала на фиксированной частоте модуляции, но при изменяющейся длине световода Z .

2о(Z о) )(о) где Z0 — некая фиксированная (приведенная) длина регулярного световода;

934281

Z. — — текущее значение длины исследуемого отрезка регулярного световода;

Йо — фиксированное значение частоты модуляции.

Проанализируем экспериментальные данные исследования амплитудно-частотной характеристики многомодового световода длиной 1 км, из которых видно, что нормированная амплитуда сигнала на частоте модуляции 200 МГц уменьшается до 0,65. Если при реализации способа по данному изобретению использовать фиксированную частоту модуляции 10 ГГц, то такое же уменьшение сигнала было бы получено при длине волокна всего 20 м.

Для получения формы амплитудно-частотной характеристики исследуемого световода формируют гармонический сигнал на частоте Я„модулируют (амплитудно) источник непрерывного излучения указанным гармоническим сигналом; возбуждают исследуемый световод начальной длины Z> модулированным (частота Я,)световым полем; измеряют амплитуду сигнала на частоте модуляции, затем укорачивают световод и снова измеряеют амплитуду сигнала, повторяя эту операцию многократно, измеряя каждый раз амплитуду сигнала на частоте модуляции; строят амплитудно-частотную характеристику, используя приведенное соотношение (1), На фиг. 1 показан пример схемы устройства для реализации предлагаемого споеоба; на фиг. 2 — амплитудно-частотная характеристика.

Устройство содержит источник 1 светового излучения, узко-полосный электрооптический модулятор 2, светоделительные зеркала З,З, зеркала 4,4, микрообъектив 5, исследуемый световод 6, фотоприемник 7, регистрирующий прибор 8, источник 9 моделирующего сигнала частоты 3 .

Измерения проводят следующим образом.

B источнике 9 формируют гармонический сигнал частоты Я, подают этот сигнал на электрооптический модулятор 2, осуществляющий амплитудную модуляцию светового пучка от источника 1, возбуждают исследуемый световод 6, с пощью микрообъектива 5, детектируют излучение с выхода световода, направляя излучение на фотоприемник 7, измеряют величину составляющей на частотеft,с помощью прибора, затем укорачивают длину световода и снова измеряют величину составляющей на частотеЛ . Эту операцию повторяют многократно, постепенно уменьшая длину световода. Полученные данные измерений величины составляющей на частоте Й, от дл и ны световода Z соответствуют коэффициентам передачи сигнала на частоте модуляции (— — Яц) свето о водом фиксированной длины Z . Указанное соответствие выражается соотношением (1) .

На фиг. 1 показан также канал, по которому часть модулированной световой мощности со входа световода с помощью системы зеркал (3, 4, 4, 3 ) подают на фотоприемник. Этот канал служит для калибровки.

На фиг. 2 представлена амплитудно-частотная характеристика, измеренная описанным способом и отнесенная к регулярному световоду длиной 1 кмк в соответствии с выражением (1).

При проведении измерений, исследуемый световод укорачивался путем обрезания его части с помощью электроискрового устройства, обеспечивающего высокую чистоту среза и перпендикулярность плоскости среза оси световода. Каждый раз отрезалась задняя часть световода, так что возбуждение, осуществляемое через передний торец световода в процессе измерений, не изменялось. Для устранения возможных потерь светового потока при переходе от одной длины световода к другой выходной конец световода помещался в специальную кювету с иммерсией.

Кювета конструктивно сочленялась с фоточувствительной поверхностью фотоприемника. Кроме того, при каждом измерении контролировалась световая мощность на входе

25 световода (канал 3, 4, 4, 3 фиг. !).

При использовании предлагаемого способа для контроля амплитудно-частотной характеристики световодов в процессе их вытяжки источник светового излучения с зо электрооптическим модулятором располагагают перед верхним торцом заготовки, помещенной в печь, и засвечивают световод через заготовку. Для устранения влияния засветки, вызванной свечением расплавленной области заготовки, между выходным торз5 цом световода и фотоприемником устанавливают интерференционный светофильтр, пропускающий только рабочее излучение источника света.

Формула изобретения

Способ определения амплитудно-частот4О ной характеристики световода длиной Z,, заключающийся в амплитудной модуляции светового потока, вводимого в световод, гармоническим сигналом, выделении и измерении величины выходного сигнала с часто45 той модуляции и нахождении отношений величин двух указанных сигналов, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности опредления амплитудно-частотной характеристики многомодовых световодов, измерение выходного сигнала производят при фик5о сированной частоте Йомодуляции для ряда значений длин Z>, где j = l...п световода, при этом указанные отношения соответствуют текущим значениям частоты д, У д

55 2о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Sharma А. В., Halme S. J. Freguency

response of optical fiber using à combinaб

Фиг. 3,0

0,б

0,2

N0

Составитель Г.,Литвин

Редактор Л. Гратилло Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 3914/35 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП <Патент», r,. Ужгород, ул. Проектная, 4

tion time freguency of optical technigue

«Applied Optics» 1979, 18, № 12, 1877.

2. Cohen 3 G,Astle Н. W, KaminowJ. P

934281

Wavelength dependence of freguency-response measurements in multimode optical

fibers. В. S.Т.J. 1976, 55, № 10, 1509.