[發(fā)明專利]基于F?P可調(diào)濾波器測量光纖色散的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610997686.5
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106596055A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭;李小康;陳龍飛;張玲娟
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01M11/00
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司41107
• 代理人: 路寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖色散的測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于F-P可調(diào)濾波器測量光纖色散的方法。

背景技術(shù)

光纖通信是一種以光波為信息載體，光纖作為傳輸介質(zhì)的現(xiàn)代通信手段，它具有速度快、容量大、穩(wěn)定性好和抗干擾等優(yōu)點。光纖通信系統(tǒng)的色散問題一直是人們關(guān)注的熱點，隨著系統(tǒng)傳輸速率的不斷提高，各種不同類型的色散所引起的碼間串?dāng)_成為光纖通信系統(tǒng)容量的主要限制因素之一，為此人們采取了許多技術(shù)手段來補償色散。而對于DWDM系統(tǒng)卻需要一定量的色散，以降低色散效應(yīng)所導(dǎo)致的四波混頻。因此系統(tǒng)在投入使用前應(yīng)當(dāng)對各種色散進行測量，以確定所需采用的色散管理方案。光纖色散測量的實質(zhì)就是測量不同頻率的光脈沖在光纖中傳輸相同距離所用的時延或者測量不同頻率的光脈沖對應(yīng)頻域上的相位。測量光纖色散的方法有很多，主要有時延法、相移法和干涉法，相移法由于光源的限制，無法準確測量整個電信波段(1310-1650nm)光纖的色散；干涉法一般是商用儀器采用的測量手段。光纖中的色散受光波信號傳輸速度的影響，不同的傳輸速度會產(chǎn)生不同的色散，它會導(dǎo)致光脈沖的波形展寬，并最終導(dǎo)致符號間干擾和比特誤碼率的增加。目前的安捷倫色散測量儀測量精度有所提高，但是價格較昂貴，體積較大。因此，從實用性角度來說，進一步提高測量精度，縮短測量時間，降低成本和減輕體積是目前研究的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種測量結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且穩(wěn)定性較高的基于F-P可調(diào)濾波器測量光纖色散的方法，該方法采用可調(diào)諧光纖激光器結(jié)構(gòu)，將待測光纖置于光纖諧振腔中，利用多縱模拍頻信號來測量光纖色散，將光信號測量轉(zhuǎn)化為電信號測量，方便進行數(shù)據(jù)處理，故不受系統(tǒng)損耗和光源波動的影響，成功實現(xiàn)了對光纖色散的測量。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，基于F-P可調(diào)濾波器測量光纖色散的方法，其特征在于測量系統(tǒng)主要由環(huán)形器、F-P可調(diào)濾波器、摻鉺光纖、980泵浦光源、波分復(fù)用器、飽和吸收體、待測光纖、耦合器、光電探測器、頻譜分析儀和多組光纖光柵構(gòu)成，其中采用環(huán)形器和F-P可調(diào)濾波器配合作為激光器窄帶高反后腔鏡與多組光纖光柵構(gòu)成光纖諧振腔，980泵浦光源發(fā)出波長為980nm泵浦光，該980nm泵浦光經(jīng)過波分復(fù)用器進入光纖諧振腔中，由于摻鉺光纖非線性增益作用，光波在光纖諧振腔里振蕩放大，最終形成激光輸出，波分復(fù)用器的一端通過光纖依次與摻鉺光纖和環(huán)形器相連，波分復(fù)用器的另一端通過光纖依次與飽和吸收體、待測光纖、耦合器和多組光纖光柵相連，耦合器的另一支路依次與光電探測器和頻譜分析儀相連，該測量系統(tǒng)的具體測量過程為：980nm泵浦光經(jīng)過波分復(fù)用器后，經(jīng)摻鉺光纖放大，進入環(huán)形器，經(jīng)過F-P可調(diào)濾波器后從環(huán)形器輸出的光繼續(xù)在光路中依次通過飽和吸收體和待測光纖，經(jīng)由光纖光柵反射后返回，通過改變壓電陶瓷的電壓實現(xiàn)可調(diào)諧激光器的波長掃描，選擇中心波長不同的光纖光柵，實現(xiàn)光纖諧振腔中拍頻頻率的變化，在頻譜分析儀上得到多組不同的數(shù)據(jù)，經(jīng)過波長定標后首先測量各波長處無待測光纖時的時延，然后測得包括待測光纖的時延，得出在一系列不同波長情況下待測光纖色散量和波長之間的對應(yīng)關(guān)系，進而實現(xiàn)對待測光纖色散的準確測量。

本發(fā)明通過光路的合理配置穩(wěn)定拍頻信號，測量系統(tǒng)的光纖光柵FBG采用窄線寬FBG，目的是減少激光諧振腔中激光縱模個數(shù)，以增加激光縱模的穩(wěn)定性。此外，本裝置以一段未泵浦的摻鉺光纖作為飽和吸收體，大大減少諧振腔中激光模式的數(shù)量，致使拍頻更加穩(wěn)定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、利用激光拍頻與腔內(nèi)時延的直接關(guān)系進行色散測量；

2、將可調(diào)光源與測量系統(tǒng)融為一體進行色散測量，充分簡化測量結(jié)構(gòu)，與商用的相移法相比，無需高精度的可調(diào)諧激光器、調(diào)制器以及網(wǎng)絡(luò)分析儀，與干涉法相比無需穩(wěn)定的寬帶光源，具有更高的穩(wěn)定性和靈活性；

3、測量光纖的長度不受限制，長至數(shù)十甚至數(shù)百公里的光纖，短至數(shù)米甚至幾厘米長的均能進行測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的光路連接圖；

圖2是擬合得到的待測光纖時延隨波長的變化曲線。

圖面說明：1、F-P可調(diào)濾波器，2、環(huán)形器，3、摻鉺光纖，4、980泵浦光源，5、波分復(fù)用器，6、飽和吸收體，7、待測光纖，8、耦合器，9、光電探測器，10、頻譜分析儀，11、光纖光柵。

具體實施方式