Способ определения дисперсионных характеристик маломодовых оптических волокон

 

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет упростить процесс измерений. Способ осуществляется по одноплечей схеме интерферометра на маломодовом волокне с использованием в качестве опорного пучка одной из его модовых групп. Вводят излучение лазера 1 в оптическое волокно 3, в котором происходит нелинейный прйцесс вынужденного комбинационного рассеяния света. На выходе спектрального прибора 5 излучение фиксируется на фотопленке. Измеряют период модуляции , содержащий информацию о разности во времени прихода на выход волокна отдельных модовых групп. 2 ил. (Р

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 02 В 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4070775/31-10 (22) 25.02.86 (46) 30.07.89. Бюл. Р 28 (71) Ленинградский политехнический институт им. N.È.Êàëèíèíà (72) В.И.Малюгин и О.С.Вавилова (53) 621.373 .826.621. (088.8) (56) Е. Piasecki, В.Colombeam, N.Vampou lie at al Nowell met hode de mesure de la repouse impulsionelle de

f ibres optigues. Appl. optics, 1980, v. 22, р. 3749-3755. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК МАЛОМОДОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ

ВОЛОКОН

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано для экспресс-анализа дисперсионных характеристик и определения модового состава волокон.

Целью изобретения является упрощение процесса измерений.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа, где .1 — лазер с широким спектром излучения, 2, — устройство ввода излучения в оптическое волокно, 3 — исследуемый образец оптического волокна, 4 — устройство вывода излучения из волокна, 5 — спектральный прибор, 6 — регистрирующее устройство.На фиг.2 приведен пример спектрограммы, полученной с помощью схемы на фиг. 1, для двухмодового оптического волокна.

„„SU„„1387694 А1

2 (57) Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет упростить процесс измерений. Способ осуществляется по одноплечей схеме интерферометра на маломодовом волокне с использованием в качестве опорного пучка одной из его модовых групп. Вводят излучение лазера 1 в оптическое волокно 3, в котором происходит нелинейный прЬцесс вынужденного комбинационного рассеяния света. На выходе спектрального прибора 5 излучение фиксируется на фотопленке. Измеряют период модуляции, содержащий информацию о разности во времени прихода на выход волокна отдельных модовых групп. 2 ил.

В основе способа лежит физический принцип, связанный с явлением интерференции света в спектральной области, что имеет место когда разность хода между световыми пучками превышает длину когерентности источника излучения при использовании источников с широким спектром излучения и соответственно с малой длиной когерентности. Это условие может быть выполнено уже при очень малых величинах задержек между сигналами.

В способе используется одноплечая схема интерферометра с маломодовым оптическим волокном, в которой функцию опорного луча выполняет одна из модовых групп волокна, например модовая группа LPä . На примере двухмодового оптического волокна можно показать, что если источник излучения

1387694 характеризуется временем когерентности а на выходе волокна времена

g7 прихода двух модовых групп различаются на величины и 6<. ) с„, то и, 5 спектр излучения на выходе волокна в отличие от спектра источника будет промодулирован с периодом по длине волны = 2Тф /6P 3, где (Ъ разница постоянных распространения двух 10 модовых груп т; % о — центральная длина волны; (— длина оптического волокна. Применение прибора с высокой разрешающей способностью позволяет выявить модуляцию в спектре сигнала. 15

Полученный спектр имеет период по частоте = 1, . т,е. связан с разностями во временах прихода двух модовых групп и, следовательно, дисперсией. С периодом по длине волны за- 20 держка связана следующим образом.

6 = 7, /chrA, о

Период спек трал ь ной модуляции может быть оценен непосредственно по спектрограмме или в случае волокна с числом модовых групп более двух с помощью схемы голографического восстановления .

Пример выполнения способа.

Способ может быть осуществлен на установке, включающей в себя импульсный источник лазерного излучения ИАГ:

ЯД с длиной волны 9, = 532 нм, с л длительностью импульсов с = 12 нс и мощностью излучения в отдельном им- 35 пульсе P = 10-20 кВт. Исследуемое

1 оптическое волокно имеет диаметр световедущей жилы 2а = 9 мкм, длину 1

= 3 — 10 м. Излучение вводилось в оптическое волокно и выводилось с по- 40 мощью микрообъективов с увеличением х20. При измерениях использовался спектральный прибор МДР-23.

Процесс измерения заключается в вводе лазерного излучения большой 45 мощности от источника (излучения накачки) в оптическое волокно, в котором происходит нелинейный процесс вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) света. Нелинейный процесс ВКР необходим для расширения узкого спектра накачки. Полученный таким образом спектр является достаточно широким, чтобы наблюдать спектральную модуляцию, которая является результатом интерференции модовых групп в оптическом волокне. Расширенный с помощью ВКР спектр наблюдается и фиксируется на фотопленке на выходе монохроматора ЯДР-23, в который вводится излучение с выхода исследуемого оптического волокна. Монохроматор имеет высокую разрешающую способность порядка О, 01 нм, поэтому на фотопленке может быть разрешена модуляция в спектре частот. Затем измеряется период модуляции, который и содержит информацию о разностях во временах прихода на выход волокна отдельных модовых групп: Q = фо с ф, где с — скорость света. Также можно определить разницу постоянных распростра— нения в волокне двух отдельных модовых групп Ь = 2 9,/69.g . Для оптичес— кого волокна длиной = 3,5 м экспериментально бып получен период спектральной модуляции gQ = 0,56 нм для центральной частоты = 544 нм, задержка д составила 1,8 пс.

Формула изобретения

Способ определения дисперсионных характеристик маломодовых оптических волокон, основанный на облучении оптического волокна, помещенного в одно из плеч интерферометра Махацендера, излучением с широкой полосой частот с последующим спектральным и

Фурье аналогом излучения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса измерений, в качестве опорного пучка используют моду малослюдового оптического волокна.

1387694

Составитель А.Миронос

Техред Л.Олийнык Корректор Т. Палий

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 4910 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101