Способ измерения межмодовой дисперсии в многомодовом световоде

 

Изобретение относится к способам измерения дисперсии в многомодовых световодах и позволяет повысить оперативность измерения и его чувствительность . Болоконньш световод 2 возбуждают от источника 1 когерентного излучения, формируют амплитудную маску 3 по спекл-структуре интерферирующих на выходе из световода мод, удлиняют волоконньй световод растягивающим усилием, регистрируют поток, прошедший амплитудную маску 3, в функции приращения длины световодаи по скорости его изменения судят о межмодовой дисперсии. 1 ил. ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4176080/24-10 (22) 06. 01, 87 (46) 28,02,89, Бюл. Р 8 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им.акад. М,К.Янгеля (72) М.M.Быков, Б.Г,Горшков, В.М,Заслонко и И.К.Заслонко (53) 535.818 (088,8) (56) Барносик М,К., Персоник С.Д.

Измерения в волоконной оптике, ТИИЗР, т,бб, 1978, Н- 4, с.75-90.

Авторское свидетельство СССР

В 934280, кл, G 02 В 5/14, 6/00, 1982, „,Я0„„1462219 А 1 ц11 4 G 02 В 6/00 G 02 В 11/00 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖМОДОВОИ ДИСПЕРСИИ В МНОГОМОДОВОМ СВЕТОВОДЕ (57) Изобретение относится к способам измерения дисперсии в многомодовых световодах и позволяет повысить оперативность измерения и его чувствительность. Волоконный световод 2 возбуждают от источника 1 когерентного излучения, формируют амплитудную маску 3 по спекл-структуре интерферирующих на выходе из световода мод, удлиняют волоконный световод растягивающим усилием, регистрируют поток, прошедший амплитудную маску 3, в функции приращения длины световода и по скорости его изменения судят о межмодовой дисперсии. 1 ил, 1462219

К Z (-+-), 0 5

20 A 1

dZ

2 6

Изобретение относится к оптическим измерениям, в частности к способу определения дисперсии в многомодовых световодах, и может быть использовано для контроля их оптических свойств.

Цель изобретения — повышение. оперативности измерения и его достоверности.

На чертеже показана структурная

: схема устройства, реализующего пред:лагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 когерентного оптического излучения, отрезок многомодового световода 2, амплитудную маску 3, фотоприемник 4, устройство 5 удлинения световода, устройство 6, измеряющее приращение длины световода.

Способ осуществляется следующим образом.

Короткий отрезок многомодового световода возбуждается непрерывным световь>м сигналом от источника когерентного оптического излучения. Как известно, на выходе отрезка световода образуется спекловая картина, которая является результатом интерференции всех мод в световоде. При изменении длины отрезка световода путем, например, его растяжения происходит изменение разности фаз между интерферирующими модами, что приводит к изменению спекловой картины: сдви, ry изменению размеров отдельных спеклов. Для регистрации хаотических по направлению сдвигов спеклов и изменения их размеров у выходного торца отрезка световода помещается амплитудная маска, выполненная, например, фотоспособом, которая ослабляет,уча"стки интерферограммы с высокой интенсивностью и без ослабления пропускавЂ-ет участки с малой интенсивностью. Запись амплитудной маски (экспонирование) производится при .начальной длине отрезка световода.

При изменении длины отрезка световода происходит изменение разности фаз между интерферирующими модами, вследствие чего происходит сдвиг спеклов в интерференционной картине в плоскости маски. Яркие пятна смещаются с непропускающих участков маски и световой поток, прошедший световод .и маску, увеличивается, но при изменении длины на определенную для данного световода величину. становится постоянным и не изменяется при дальнейшем изменении длины отрезка световода. Отношение первоначального светового потока к потоку, соответствующему отрезку световода измененной

5 длины при этом равняе я 0,5

По скорости изменения потока излучения судят о межмодовой дисперсии как разности времен распространения мод по световоду длиной 2, которая может быть охарактеризована обобщен" ным временным параметром dt (обобщенной разностью времен распространения мод) конкретного световода> определяемым по формуле

0 5 где (- -) — средняя скорость относиdZ тельного изменения потока излучения до уровня 0,5 от потока, поступающего на амплитудную маску;

dZ — приращение длины светово25 да на котором происходит изменение потока излучения до уровня 0,5;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, устанавливается экспериментально и в общем случае зависит от профиля показателя преломления по сечению све-|товода (типа волокна) и условия возбуждения световода от источника излучения.

Для пояснения формулы (1) рассмотрим дисперсию двух мод двухслойного волокна; фундаментальной и высшей

4О осевой. Изменение спекловой картины, когда на местах минимумов интенсивности образуются максимулы, а поток излучения, прошедший маску, достигает уровня 0,5 от исходного, соответству45 ет достижению разностью хода фундаментальной и распространяющейся под критическим углом мод величины, равной A /2 (где |>1| — длина волны излучения), При этом изменение длины отрезка световода можно выразить в форме и<-n j. где =- "— и п — показатели и и преломления сердцевины в| оболочки световода, C другой стороны, диспер- сия как разность времен распростране9

4 и является обобшенной (интегральной) характеристикой межмодовой дисперсии световода, 2 ° n<

h t = — 6

5

Формула изобретения или 5t = К Z" (— -) 0 5

15 ф п< где К

Составитель В,Попов

Редактор М.Недолуженко Техред М.Дидык Корректор Л. Патай

Заказ 671/43 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

3 146221 ния фундаментальной и распространяющейся под критическим углом мод определяется по формуле

Таким образом, можно определить дисперсию через скорость изменения

10 потока излучения следующим образом.

В реальном случае, когда имеет место интерференция всех мод и про"

20 филь показателя преломления по сечению световода отличен от ступенчатого, вычисление коэффициента К затруднительно, а разность gt в формуле (1) теряет свое конкретное содержание

Способ измерения межмодовой дисперсии в многомодовом световоде, включающий возбуждение световода on" тическим излучением, удлинение световода растягивающим усилием и регистрацию прошедшего световод потока излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения оператив" ности измерения и его достоверности, до удлинения световода формируют амплитудную маску, соответствующую:: — .спекл-структуре интерферирующих мод на выходе световода, регистрируют прошедший световод поток за амплитудной маской и по скорости изйенения потока излучения от приращения длины световода судят о межмодовой ;:. дисперсии, при этом возбуждают световод когерентным потоком излучения,