[發明專利]基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法

在審

• 申請號: 201611014949.2
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN108072504A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 曾和平;倪文進
• 申請（專利權）人: 上海朗研光電科技有限公司
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法，其包括以下步驟：步驟一，信號發生器產生兩路同樣的觸發信號，一路接到激光器用于產生窄脈沖激光，另一路接到時間相關光子計數卡的開始端用于標記激光飛行的起始時間；步驟二，窄脈沖激光經過摻餌光纖放大器和衰減器控制增益系數后，再經過濾波處理之后接入到環形器的輸入端；步驟三，環形器的公共端接到待測光纖，光脈沖在待測光纖中產生的回返光經過環形器的輸出端傳到單光子探測器等。本發明提高了光纖的探測距離，并能夠在外部調節控制注入到待測光纖的入射光功率，能夠同時滿足近、中、遠程光纖測試需求，提高了OTDR的動態范圍，提高了精度與工作效率。

技術領域

本發明涉及一種光纖斷點定位及長度測量方法，具體地，涉及一種基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法。

背景技術

光時域反射儀(OTDR)是光纖通信系統中用于光纖光纜生產、施工、維護測試以及搶修的必不可少的測試儀器。OTDR根據背向散射法，將窄脈沖光注入待測光纖，脈沖光在遇到連接器、平滑鏡截面、光纖終點等時會產生較強的菲涅爾反射光，在同一端檢測回返的散射光，再根據激光飛行時間法即可精確計算目標的距離。隨著待測光纖長度的增加，入射光及回返光傳輸損耗增加以致在光纖的同向端探測不到光纖遠端返回的光信號，因此能否探測到經長距離傳輸衰減后的微弱信號光直接決定了OTDR的最大探測距離。

近年來，隨著光通訊設備生產成本的逐年降低，基于光纖的以太網技術正在向通信網絡傳統的″最后一公里″滲透，光纖逐漸取代傳統的雙絞線，成為企業以及家庭接入英特網絡的通道。最近興起的量子通信技術也將用到長距離光纖進行通信。如何在生產、施工、使用、維護中檢測光纖通路，是光纖應用領域中最廣泛、最基本的一項專門技術。基于光時域反射原理的光纖測試以其非破壞性、僅需一端接入及直觀快速的優點使其成為光纖光纜生產、施工、維護測試以及搶修中不可或缺的測試儀器。如何提高光纖的探測距離，進而在較少的探測次數下對光纖故障點進行快速準確的定位，是目前的光時域反射儀(OTDR)需要解決的一個重要問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法，其能夠提高光纖的探測距離，并能夠在外部調節控制注入到待測光纖的入射光功率，能夠同時滿足近、中、遠程光纖測試需求，實現運用時間相關光子計數卡對激光飛行時間進行記錄，提高OTDR的動態范圍，提高精度與工作效率。

根據本發明的一個方面，提供一種基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，信號發生器產生兩路同樣的觸發信號，一路接到激光器用于產生窄脈沖激光，另一路接到時間相關光子計數卡的開始端用于標記激光飛行的起始時間；

步驟二，窄脈沖激光經過摻餌光纖放大器和衰減器控制增益系數后，再經過濾波處理之后接入到環形器的輸入端；

步驟三，環形器的公共端接到待測光纖，光脈沖在待測光纖中產生的回返光經過環形器的輸出端傳到單光子探測器，通過單光子探測器接收光纖背向散射光來對事件點進行定位；

步驟四，回返光信號由單光子探測器轉化成可探測的電信號后接入到時間相關光子計數卡的結束端，從而測量光纖的長度。

優選地，所述基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法利用摻鉺光纖放大器實現基于外部增益的激光放大且增益系數能夠調控。

優選地，所述基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法使用的是頻率為1GHz的高速單光子探測器。

優選地，所述基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法利用時間相關光子計數卡記錄從發出激光觸發信號開始到接收到回返光子的時間。

優選地，所述基于高速單光子探測器的光纖斷點定位及長度測量方法采用1550nm波段的近紅外激光。