專利名稱：高精度光纖長度測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度光纖長度測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高精度光纖長度測量系統(tǒng)在光纖通信系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)的光纖測量方法主要包括光時(shí)域反射儀(OTDR)，光頻域反射儀(OFDR)，光低相干反射儀(OLCR)等。其中OTDR是基于后向瑞利散射和菲涅爾反射原理制成的，是目前最廣泛的測量光纖長度的儀器。OTDR的優(yōu)點(diǎn)是測量長度可達(dá)上百公里，缺點(diǎn)是精確度較差，只能達(dá)到米的量級(jí)，且不可測量短距離光纖，設(shè)備體積龐大。OFDR和OLCR的測量精度雖然相對較高，分別可以達(dá)到毫米和幾十微米量級(jí)，但是實(shí)際操作的穩(wěn)定性和可靠性比較低。另外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與高昂的造價(jià)也一定程度上限制了他們的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高精度光纖長度測量系統(tǒng)，主要解決了現(xiàn)有測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且在對光纖長度進(jìn)行測量時(shí)，精度低、穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下該高精度光纖長度測量系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生脈沖激光的脈沖發(fā)生裝置，脈沖發(fā)生裝置連接有光分束器，光分束器的上設(shè)置有兩個(gè)輸出端，光分束器第一輸出端與光環(huán)形器第一端口連接，光分束器第二輸出端通過第二光電探測器與示波器連接，光環(huán)形器第二端口依次和待測光纖及法拉第旋轉(zhuǎn)鏡連接，光環(huán)形器第三端口通過第一光電探測器與示波器連接。上述激光光源可以選擇1550nm或13IOnm的連續(xù)激光光源。上述脈沖發(fā)生裝置是依次連接的激光光源、偏振控制器和電光調(diào)制器，或脈沖激光光源。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I、該光纖長度測量系統(tǒng)精度取決于電光調(diào)制器調(diào)制的脈沖寬度，所用脈沖寬度越窄，脈沖上升沿越陡峭，得到的結(jié)果越精確。若取脈寬為Ins的光脈沖信號(hào)，精度可達(dá)厘米量級(jí)。2、該光纖長度測量系統(tǒng)利用脈沖在待測光纖中具有傳播延時(shí)來測量光纖長度。結(jié)構(gòu)簡單，所用光學(xué)器件價(jià)格相對低廉，使用方便，性價(jià)比高。3、該光纖長度測量系統(tǒng)沒有基于弱信號(hào)反射或干涉原理，對入射光要求比較低，有較好的穩(wěn)定性和可靠性。


圖I是高精度光纖長度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2 是未接待測 光 纖時(shí)，示波器輸出圖像；圖3是接10026. 4m的待測光纖時(shí)，示波器輸出圖像。
具體實(shí)施例方式1550nm或1310nm的DFB激光光源發(fā)出的連續(xù)光經(jīng)過偏振控制器(PC)之后進(jìn)入電光調(diào)制器，由電光調(diào)制器調(diào)制出具有一定脈寬的光脈沖信號(hào)；光脈沖信號(hào)被90/10的光分束器分成兩束，(光分束器的分光比由待測光纖長度引起的損耗決定。若激光光源輸出的激光足夠強(qiáng)，則光分束器任意比例分光比均可。)90 %的一束經(jīng)過光環(huán)行器I端口至2端口進(jìn)入待測光纖，由法拉第旋轉(zhuǎn)鏡反射回的光脈沖經(jīng)過光環(huán)行器2端口至3端口進(jìn)入一個(gè)光電探測器；10%的一束直接進(jìn)入另一個(gè)光電探測器；由示波器探測光脈沖的時(shí)延，計(jì)算出待測光纖的長度。其中偏振控制器的作用是使進(jìn)入電光調(diào)制器的激光具有良好的偏振特性；光分束器的分光比由待測光纖長度引起的損耗決定；法拉第旋轉(zhuǎn)鏡在該系統(tǒng)起到反射鏡的作用，同時(shí)可以穩(wěn)定反射光的偏振態(tài)。設(shè)在未接待測光纖情況下，光分束器90%端口連接到光環(huán)行器I端口的總長度是L1，光環(huán)行器2端口連接到法拉第旋轉(zhuǎn)鏡的總長度是L2，光環(huán)行器3端口連接到電光調(diào)制器的總長度是L3，光分束器10%端口連接到電光調(diào)制器的總長度是L4，待測光纖的長度是L。在未接待測光纖情況下，示波器探測到兩信號(hào)脈沖的時(shí)間差為△ 則
權(quán)利要求
1.一種高精度光纖長度測量系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生脈沖激光的脈沖發(fā)生裝置，其特征在于所述脈沖發(fā)生裝置連接有光分束器，光分束器的上設(shè)置有兩個(gè)輸出端，光分束器第一輸出端與光環(huán)形器第一端口連接，光分束器第二輸出端通過第二光電探測器與示波器連接，光環(huán)形器第二端口依次和待測光纖及法拉第旋轉(zhuǎn)鏡連接，光環(huán)形器第三端口通過第一光電探測器與示波器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度光纖長度測量系統(tǒng)，其特征在于所述激光光源是1550nm或1310nm的連續(xù)激光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度光纖長度測量系統(tǒng)，其特征在于所述脈沖發(fā)生裝置是依次連接的激光光源、偏振控制器和電光調(diào)制器，或脈沖激光光源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高精度光纖長度測量系統(tǒng)?，F(xiàn)有的光纖長度測量系統(tǒng)OTDR具有測量精度低，設(shè)備龐大并且不能測短距離光纖的缺點(diǎn)；OFDR和OLCR具有造價(jià)昂貴、穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)。本發(fā)明可以克服以上這些缺點(diǎn)。本發(fā)明主要由激光光源發(fā)射出的連續(xù)光經(jīng)電光調(diào)制器調(diào)制出時(shí)域短脈沖信號(hào)，經(jīng)過光分束器，一束光進(jìn)入光環(huán)行器、待測光纖和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡進(jìn)入探測器；另一束直接進(jìn)入探測器。通過分別測量未接入待測光纖和接入待測光纖的時(shí)間差，可以精確測量光纖的長度。測量精度可達(dá)厘米量級(jí)，并且系統(tǒng)簡單，穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102636121SQ20121006088
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者任立勇, 屈恩世, 梁健 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所