Устройство для измерения дисперсии показателя преломления одномодовых волоконных световодов

 

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано для измерения показателя преломления одномодовых волоконных световодов. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений. Устройство содержит импульсный лазер и последовательно установленные по ходу излучения диафрагму, светофильтр, устройство ввода и вывода излучения для исследуемых световодов, диспергирующий элемент в виде дифракционной решетки и регистратор временных задержек световых импульсов, соединенный с блоком индикации дисперсии показателя преломления. Длина отрезка одномодового волоконного световода выбирается такой, чтобы синхронизированные в нем при нелинейном преобразовании световой энергии пикосекундные импульсы различных длин волн не получили расстройки вследствие дисперсии показателя преломления. 2 ил.

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

COUHAЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

A) .,SUÄÄ1553886 (51) 5 0 01. 1 1 21 (41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ фильтр 3, устройство 4 ввода и вывода излучения из волоконного одномодового световода 5, устройство 6 ввода и вывода излучения из исследуемых одномодовых волоконных световодов, диспергирующий элемент 7 в виде дифракционной решетки и регистратор

8 временных задержек световых импульсов, соединенный с блоком индикации дисперсии показателя преломления (не показан). Для проверки сиихронизма импульсов во времени устройство снабжено системой зеркал 9, Устройство работает следующим образом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

1 (21} 4253747}31-25 (22} 26 ° 03,87 (46) 30,03,90. Бюл, 9 12 (72) И.В.Александров, В,Б,Лебедев, З.В,Нестерова, А,А,Полницкий и В.В,Соловьев (53) 535,024 (088,8} (56) Shiller N.N. Altano R.R, Direct

measurement of chromatic dispersion

in single — mode fibers using streaelk camera. - Electron Letters, 1985, ч. 21, Ф 12, р, 624-625.

Коэн Л, Г. и др, Методы измерения потерь и дисперсии в волоконных световодах. ТИИЭР, т,68, У 10, 1980, с, 41-48, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИСПЕР-.

СИИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОДНОМОДОВЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ (57) Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть исИзобретение относится к технической физике и может быть использовано для измерения параметров волоконных световодов (ВС).

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений, На фиг.l представлена схема устройства; на фиг, 2 — расположение импульсов различных длин волн на экране времяанализирующего устройства, Устройство для измерения показателя преломления одномодовых волоконных световодов содержит импульсный лазер l диафрагму 2, свето2 пользовано для измерения показателя преломления одномодовых волоконных световодов, Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений, Устройство содержит импульсный лазер и последовательно установленные по ходу излучения диафрагму, светофильтр, устройство ввода и вывода излучения дпя исследуемых световодов, диспергирующий элемент в виде дифракционной решетки и регистратор временных задержек световых импульсов, соединенный с блоком ин-. дикации дисперсии показателя преломления, Длина отрезка одномодового волоконного световода выбирается такой, чтобы синхронизированные в нем при нелинейном преобразовании световой энергии пикосекундные импульсы различных длин волн не получили расстройки вследствие дисперсии показа теля преломления, 2 ил.

1553886

Излучение лазера 1 с длиной волны

0,53 мкм после пространственной1 и спектральной селекции на диафрагме

2 и светофильтре 3 посредством устройства 4 ввода и вывода излучения вводят в короткий отрезок одномодового волоконного световода 5 длиной

L = = 1 м, где в результате нелинейного преобразования частоты лазера получают набор длин волн 9 Ъц ° ° °

10 стоксовых компонент, сдвину1 тых одна относительно другой на частоту 440 см . С выхода короткого от1 резка одномодового волоконного свето) вода 5 набор пикосекундных импульсов различных длин волн, перекрывающих широкий спектральный диапазон, посредством системы зеркал 9 направляют на диспергирующий элемент х7 В 2р виде дифракционной решетки, а после

1 пространственного разложения спектральных компонент излучения — на регистратор 8 временных задержек све товых импульсов, представляющий собой скоростное времяанализирующее устройство дпя контроля синхронизма этих импульсов во времени, Вертикальное расположение импульсов различных длин волн на экране времяанализирующего устройства (фиг,2) свиде- тельствует о наличии синхронизма во времени для этих импульсов с точностью, задаваемой времяанализирующим устройством. В случае отклонения импульсов от вертикали длину короткого отрезка волоконного световода уменьшают и вновь контролируют положение импульсов. После контроля временного синхронизма систему зеркал

9 убирают и с выхода короткого отрезка одномодового волоконного световода импульсы различных длин волн одновременно вводят s исследуемый световод длиной L 1 м. Различные спектральные составляющие излучения, введенные в исследуемый волоконный световод, распространяются соответственно своим групповьи скоростям, в результате чего на его выходе они имеют. различные временные задержки

С выхода исследуемого волоконного световода излучение с ф,— направляют на-дифракционную решетку и после пространственного разложения проецируют на входную щель времяанализирующего устройства одновременно все длины волн, получая на экране устройства картину временного распределения импульсов этих длин волн в соответствии с их временными задержками после прохождения исследуемого волоконного световода °

Групповая задержка $t импульса света длины волны в слабонаправляющем волоконном световоде с длиной

L и показателем преломления п определяется по следующей формуле:

d Vb и

+ 6nV ° — — >-)

d V (1) где 6%,.h n — величины изменения длины волны ф и показателя преломления ис — скорость света в вакууме;

V — нормированная частота;

b — - параметр замедления фаэовой скорости моды в волоконном световоде.

В выражении (1) первое слагаемое представляет собой вклад в задержку

Д1 материальной дисперсии, а второеволноводной дисперсии, В одномодовых волоконных световодах величина за-. держки Д1 в области положительной дисперсии обусловлена в первую очередь материальной дисперсией ВС,Поэтому в первом приближении вторым слагаемым в выражении (1) можно пренебречь, Тогда выражение (1) для групповой задержки импульса света примет вид

L dan

И = - — - (a% 9). (2) с 69 .

Полагая в выражении (2 ) Ь% % (наиболее жесткие условия на параметры излучения), получим следующее соотношение:

L d n и

Д1 = — — —---с d9

d n т.е. L = ht с/ — — - —, аа

При значениях 5 9 ° Ъ < 1 длина короткого отрезка ВС может быть увеличена.

Устройство для измерения дисперсии показателя преломления одномодовых волоконных световодов в отличие от известных позволяет производить измерение дисперсии в широком спектральном диапазоне беэ дополнительной перестройки схемы s процессе измере5 l5 ний, что увеличивает точность и существенно сокращает время измерений. Время измерений сокращается во столько раз, сколько спектральных длин волн используется для измерений, формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения дисперсии показателя преломления одномодовых волоконных световодов, содержащее импульсный лазер и последовательно установленные по ходу излучения лазера волоконный световод с устройством ввода и вывода излучения, второе устройство ввода и вывода излучения для исследуемых одномодовых волоконных световодов, регистратор временных задержек световых импульсов, соединенный с блоком индикации

5t ° с

«а й7а Р

Ф где ht — точность измерения регистраторов временных задержек световых импульсов;

$5 с — скорость света в вакууме;

d n/d% — дисперсия показателя преломления материала одномодовorо волоконного световода

20 а диспергирующий элемент установлен перед регистратором временных задержек световых импульсов °

53886 6 дисперсии показателя преломления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьипения точности н производн5 тельности измерений, в устройство введен диспергирующий элемент, волоконньй световод выполнен одномодовым и длиной L, определяемой по формуле

1553886

Составитель С,Голубев

Техред М.Дидык Корректор О,Ципле

Редактор А.Маковская

Тираж 512 . Подписное

Заказ 453

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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