[發明專利]一種基于色散光纖色散系數的測量系統的測量方法

有效

• 申請號: 201710613046.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107271152B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 盧平
• 申請（專利權）人: 西安華興搏發光電科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于色散光纖色散系數的測量系統的測量方法，主要解決現有測量系統測量速度慢，測量精度低，抗環境干擾性能較差的問題。本發明通過采用一種色散光纖色散系數測量系統，包括信號源，信號源輸出的高頻微波信號經過功分器后分為兩路微波信號，所述功分器的一路微波信號進入直調激光器中，激光器將微波信號加載到光域上而得到光載微波信號，光載微波信號通過待測色散光纖后入射到高速光電探測器上，再進入IQ混頻器的射頻輸入端；功分器的另一路微波信號進入IQ混頻器的本振輸入端，再經過低通濾波器后依次通過信號放大電路、數據采集電路和信號處理及顯示模塊的技術方案，較好地解決了該問題，可用于色散光纖的測量。

技術領域

本發明涉及一種基于色散光纖色散系數測量系統的測量方法。

背景技術

光纖色散系數是光纖的關鍵參數之一，其測量方法也是光纖參數測量技術的重要研究方向。色散光纖的色散系數直接決定了色散光纖的色散補償特性和非線性特性，是色散光纖最重要的參數之一。傳統的測量手段都是通過脈沖延遲法、相移法、模場直徑法和白光干涉等方法來實現，這些光學測量方法系統成本高，精度存在較大波動，抗環境干擾性能較差，且需要復雜的時頻分析算法來計算和分析測量結果。

又如中國專利文獻CN 205538163 U本發明公開了一種光纖色散系數測量裝置，包括波長可調DFB窄線寬激光器，電光調制器，待測光纖，高速光電探測器，矢量網絡分析儀和直流電源；所述波長可調DFB窄線寬激光器、電光調制器、高速光電探測器構成一條微波光子鏈路；波長可調DFB窄線寬激光器發出的單色偏振光入射到電光調制器；矢量網絡分析儀的第一端口輸出一掃頻的射頻信號進入電光調制器；電光調制器將該射頻信號加載到光波上而輸出一光載射頻信號，該光載射頻信號經過待測光纖后入射到高速光電探測器上，高速光電探測器將光信號轉換成射頻信號并接入到矢量網絡分析儀進行采集和分析；相比現有的光學測量方法，該方法具備測量速度快，測量精度高，并且不受環境因素的影響等優點，但是該測量裝置不能測量幾十米的光纖。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有測量系統測量速度慢，測量精度低，抗環境干擾性能較差的問題，提供一種新的色散光纖色散系數測量系統。使用該色散光纖色散系數測量系統具備測量速度快，測量精度高，并且不受環境因素的影響等優點。

為解決上述技術問題本發明采用的技術方案如下：一種基于色散光纖色散系數的測量系統的測量方法，包括以下步驟：

步驟一、系統上電后，將信號源打開，設置信號源的頻率為f；

步驟二、不將待測光纖接入到系統中，改變激光器的波長使得波長變化量為△λ，通過測量系統測量波長變化前后微波信號源到達高速光電探測器的相位變化量并通過式(5)得到該變化量為

步驟三、將一長度為L的待測色散光纖接入到直調激光器和高速光電探測器之間，同樣改變激光器的波長使得波長變化量為△λ，通過測量系統測量波長變化前后微波信號源到達高速光電探測器的相位變化量并通過式(5)得到該變化量為則由于色散光纖導致的波長變化前后微波相位的變化量為

步驟四、將代入到式(6)便可得到待測色散光纖的色散系數，系統的顯示模塊將實時顯示待測色散光纖的色散系數。

測量原理如下：

假設信號源輸出信號的頻率為f，該信號經功分器后得到兩個相同的微波信號，其中一路作為本振信號直接進入IQ混頻器的本振輸入端，該信號可表示為：

V_o為信號幅值，為信號的初相位。功分器輸出的另一路信號經過直調激光器調制后得到光載微波信號，該光載微波信號經待測色散光纖后入射到高速光電探測器上。假設待測色散光纖的長度為L，色散系數為D，改變激光的波長使得波長的變化量為△λ，則由于色散光纖的色散引起的光載微波信號相位的變化為