Способ измерения дисперсии оптических материалов

 

Изобретение относится к оптико-физическим измерениям и может быть использовано для определения дисперсионных характеристик разного рода оптических материалов, в частности, уже проложенных оптических кабелей. Цель изобретения - упрощение измерений. Промодулированное с частотой ω оптическое излучение передают по исследуемой среде и определяют промежуток времени, соответствующий дисперсии, причем перед передачей по исследуемой среде осуществляют периодическую частотную манипуляцию сигнала оптической частоты ω на величину Δω, затем смешивают на фотодетекторе два прошедших исследуемую среду колебания с частотами ω и ω+Δω (или ω-Δω) и измеряют длительность возникающего в результате этого импульса биений с частотой Δω. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

А1 (51)5 G 01 N 21 41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 . (21) 4305019/24-25 (22) 10. 09.87 (46) 30.01.90 ° Бюл. 14 " (72) Б. В. Гисин, Е.А.Заркевич и Д.В.Шошенков (53) 535;024 (088.8) (56) Андрушко Л.М. и др. Волоконнооптические линии связи. М.: Радио и связь, 1985, с. 136.

Барноски N.K и; Персоник С.Д. Измерения в волоконной оптике. - ТИИЭф, т. 66, 1978, вып. 4, с. 75- 0.

{54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИСПЕРСИИ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к оптикофизическим измерениям и может быть использовано для определения дисперИзобретение относится к средствам оптико-физических измерений и может быть использовано для определения дисперсионных характеристик разного рода оптических материалов, например оптического. волокна .

Целью изобретения является упрощеwe измерений.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ измерения дисперсии оптических материалов.

Устройство содержит одночастотный лазер 1, работающий в непрерывном режиме, оптический модулятор 2 однои боковой полосы, проходя который излучение лазера периодически изменяет свою частоту на величину 3d„после чего вводится в исследуемую среду 3, 2 сионных характеристик разного рода оптических материалов, в частности уже проложенных оптических кабелей.

Цель изобретения — упрощение измерений. Промодулированное с частотой ( оптическое излучение передают по исследуемой среде и определяют промежуток времени, соответствующий дисперсии, причем перед передачей по исследуемой среде осуществляют периодическую частотную манипуляцию сигнала оптической частоты ь| на величину до, затем смешивают на фотодетекторе два прошедших исследуемую среду колебания с частотами- Ы и Ю - d Ы (илию- 1< ) и измеряют длительность возникающего в результате этого импульса биений с частотой лШ. 1 ил. фотоприемник 4, детектирующий излучение, прошедшее исследуемую среду 3, полосовой фильтр 5, настроенный на частоту ды, и осциллограф 6, позво-. ляющий определить длительность obpaэующегося в результате биений радиоимпульса с частотой заполнения ды.

Генератор 7 радиоимпульсов подключен к управляющему входу оптического модулятора 2.

Устройство работает следующим образом.

Одночастотный лазер 1 (в качестве которого может быть использован, например, полупроводниковый лазер с рас- распределенной обратной связью) генерирует непрерывное излучение с частотой ю, которое проходит через модулятор 2. При подаче от генератора 7 на

1539610 управляющий вход модулятора 2 радиоимпульса с частотой заполнения йы выходной сигнал модулятора 2, вводимый в исследуемую среду, окажется сдвинутым по частоте .на величину ЛМ, т.е.. будет иметь частоту и и (или ь)-йм) .

Вследствие наличия дисперсии показателя преломления исследуемого оптического материала, т.е. зависимости ско- 0 рости распространения в нем оптического излучения от частоты, сигналы с частотами ы и м+ас4или ur-йФ ) пройдут исследуемую среду за разное время, причем, поскольку сигнал с частотой

W+ а а (или < — а со ) пройдет этот пут ь (при положительной дисперсии) быстрее (или медленнее), то на некотором промежутке времени С он наложится на передававшийся ранее (позже) оптический 2О сигнал с частотой cv. В результате этого в течение времени i на выходе исследуемой среды будут существовать биения с частотой Аы, образующиеся от перекрытия во времени сигналов с час- 2g тотами ur и ь +й4 (или и -Ли ) . Таким образом, после детектирования на выходе фотоприемника 4 будет присутствои вать радиоимпульс длительностью r c частотой заполнения дю. Этот сигнал может быть отфильтрован полосовым фильтром 5 и. подан на осциллограф 6 для определения его длительности. Измери в вели чи ну д, дисперсию исследуемого материала можно определить по сле35 дующей формуле: (+ ) л с ° 1 Йм где 1 - протяженность зондируемой исследуемой среды;

40 с - скорость света.

Смещение чбстоты излучения лазера может быть достигнуто с использованием явления "чирпинга", которое состоит в изменении длины волны излучения полупроводникового лазера под действием изменяющегося тока накачки и делает ненужным применение оптического модулятора 2, Изобретение позволяет обойтись без специального опорного сигнала и, следовательно, исключить погрешность измерений, связанную с искажением этого сигнала при его передаче в измерительный прибор.

Отсутствие опорного сигнала устраняет необходимость организации опорного канала для его передачи и двухвходовой схемы сравнения, что позволяет измерять дисперсию проложенных оптических кабелей волоконно-оптических систем связи.

Формула изобретения

Способ измерения дисперсии оптических материалов, включающий модуляцию оптического излучения с частотойи, зондирование им исследуемой среды и регистрацию прошедшего эту среду излучения, по которому судят о дисперсии исследуемой среды, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения измерений, при регистрации прошедшего исследуемую среду излучения осуществляют дополнительную периодическую частотную модуляцию зондирующего оптического излучения частоты с на величину d x и измеряют длител ьност ь возни кшего в резул ьтате этого импульса биений с частото" std, а дисперсию - D исследуемой среды определяют по формуле

4l(0d + ВЬ3 )

D = — — — — — L с 1- дь где 1 — протяженность исследуемой среды; с - скорость света.

1539610

Составитель С.Голубев

Техред И. ходанич Корректор Н.Король

Редактор А.Маковская

Заказ 212 Тираж 503 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