[實用新型]高相位穩定度光纖傳輸線結構

無效

• 申請號: 200620151420.0
• 申請日: 2006-11-21
• 公開（公告）號: CN200986604Y
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 于晉龍;王文睿;王耀天
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 李益書

【技術領域】：本實用新型涉及光無源器件技術領域，特別是一種光纖傳輸線。

【背景技術】：由于光纖具有帶寬寬、損耗低、抗干擾、保密性好、重量輕、性價比高等優點，隨著微波系統速率不斷提升，光通信系統被越來越多地應用到微波技術，同時在微波系統中，光電子技術的重要性逐步被人們認識到，相關應用發展迅速，近年來用光纖傳輸微波RF信號的研究在國際上十分活躍。

保偏光纖

保偏光纖是一種高雙折射光纖，在制造光纖的過程中故意在纖芯引入不對稱應力，通常是采用橢圓形包層或在纖芯的相對兩側安放高摻雜的應力玻璃，如蝴蝶結光纖或熊貓光纖。在這些光纖中，光纖截面的不對稱而且摻雜區的膨脹系數不匹配，因而會造成應力不對稱，從而通過光彈效應就產生了線性雙折射。

在雙折射光纖中，兩個模態的相位常數相差非常大，因此，如果只向其中一個模態入射光，則光在整個光纖中的線偏振態將保持不變，大大減小了由彎曲、微彎、絞纏、扭曲等原因所引起的模式耦合。

幾種現有光纖傳輸線的結構：

1光纖線盤：這種光纖傳輸線的結構是將光纖盤在鼓型的光纖線盤上。光纖線盤在不受壓力時，光纖以一定的張力纏繞在軸上，線軸由于應力呈如圖3所示形狀，光纖長度較自由長度有所伸長。當受到擠壓時，軸側面向內凹陷光纖的張力減小，光纖長度變短。光程產生變化，因此檢測出相位產生變化。我們用這樣的光纖傳輸10GHz光脈沖，末端接示波器。當擠壓光纖時可以看到光脈沖位置有明顯的變化。證明相位確實改變了。另外，如果將光纖盤向外拉，此時線軸的彎曲變小，此時的光纖長度變長，從示波器上可以觀測到相位的反方向變化。

2松套光纖

松套光纖是把經過予涂敷的光纖松散的放在由聚丙烯或尼龍制成的松套管之中，松套管內填充石油膏等。光纖有一定的余長，由于光纖在松套管內可以松散地活動，所以可以免受內部應力與外部側壓力的影響。

利用松套光纖作為光纖傳輸線時，微波信號的相位變化小于光纖線盤的結構，但是受到拉應力和彎曲時，微波信號的相位仍有明顯的變化。

3松套絞合管鋼絞線絞合式結構

松套絞合管鋼絞線絞合式結構：這種光纜中心為松套光纖，在光纖松套管外利用鋼質絞合管裝入光纖，再與金屬線絞合在一起。這樣，受到拉應力時，應力主要作用在鋼質絞合線上，可以保證光纖本身不受到拉應力。

松套絞合管鋼絞線絞合式結構可以克服對微波信號相位變化最大的拉應力的影響，但是如將光纜由水平放置變為垂直放置時，由于光纖自身重力作用，會發生相位變化；并且，這種結構仍舊無法克服光纜彎曲造成的微波相位的變化；在實際測量中，30m的光纜傳輸10GHz的信號，在光纜移動的過程中，微波信號的相位有幾十度的變化。另外，這種結構的光纜重量較大，移動困難，也給實際使用帶來了不便。

在傳輸線可移動的情況下，保證傳輸的微波信號的相位穩定性是微波傳輸線設計中一個難題，電波導結構一般很難移動，即使可以移動，也會造成波導結構的改變，從而嚴重影響到傳輸的微波信號的相位。利用ROF技術，使用光纖傳輸線可以在改善這一狀況。但現有的光纖傳輸線結構由于無法克服傳輸線在移動過程中受到的各種外界應力的作用，在微波信號頻率高，相位穩定度要求嚴格時，依然不能滿足要求。

【發明內容】：本實用新型的目的是解決在光纖傳輸線移動時微波信號的相位穩定性差，從而嚴重影響傳輸的微波信號相位的問題，提供一種高相位穩定度光纖傳輸線結構。

本實用新型提供的高相位穩定度光纖傳輸線結構，是采用熊貓型或蝴蝶結型保偏光纖，把經過予涂敷的保偏光纖松散的放在由聚丙烯或尼龍制成的松套管之中，松套管內填充石油膏等油性材料，以減小光纖受到的應力；或直接采用緊套光纖，最后將松套管或緊套光纖放在PVC螺旋管中。

螺旋管外徑為5-12cm，內徑3-8cm，螺環直徑2-7cm，螺旋管之間利用尼龍線等各種繩索或連接，以保證螺旋管的螺距不至于過大。

優點和積極效果：

1、本光纖傳輸線采用保偏光纖，再將保偏光纖放在松套管之中，最后將松套管放在螺旋管中。利用螺旋管結構可以將光纖傳輸線移動中的拉伸力、重力等外力轉化為對光纖的徑向作用力。由于螺線管和光纖之間是松套連接的，再加上松套管的保護，可以保證光纖軸向不受力。

2、此外，由于PVC螺旋管的記憶效應，只要螺旋管的拉伸長度不太長，螺線管的螺環直徑能夠保證基本不變，從而光纖的彎曲半徑也隨之相對固定。避免了一般的光纖傳輸線結構在移動中不可避免的光纖彎曲半徑變化的現象。