[發明專利]一種稀土摻雜光纖折射率的測量系統

有效

• 申請號: 201710613050.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107402118B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 盧平
• 申請（專利權）人: 上海太洋科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 趙朋曉

本發明涉及一種稀土摻雜光纖折射率的測量系統，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稀土摻雜光纖折射率測量系統，包括窄線寬DFB激光器、保偏光纖耦合器、光電探測器一、強度型光調制器、調制器驅動器、單模光纖耦合器、光電探測器二、待測稀土摻雜光纖、光電探測器三、信號源、功分器、IQ混頻器、低通濾波器、數據采集和信號處理及顯示模塊的技術方案，較好地解決了該問題，可用于稀土摻雜光纖的測量。

技術領域

本發明涉及一種稀土摻雜光纖的折射率的測量系統。

背景技術

稀土摻雜光纖的折射率是影響稀土摻雜光纖性能的重要指標。光纖折射率系數的測量是光纖參數測量技術的重要研究方向，傳統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，會影響測量結果的準確性。

又如中國專利文獻CN 105044030 A本發明公開了一種光纖纖間倏逝場耦合折射率計及其檢測方法，包括光源、光纖傳感器探針、光纖耦合器/環形器、第一光電探測器、第二光電探測器和數據采集及處理模塊；光纖傳感器探針包括平行布置且緊密相貼的刻有傾斜光纖光柵的光纖和D型光纖，光源通過光纖耦合器/環形器與刻有傾斜光纖光柵的光纖一端連接，刻有傾斜光纖光柵的光纖通過光纖耦合器/環形器與第二光電探測器輸入端連接，D型光纖的一端通過單模光纖連接第一光電探測器的輸入端，刻有傾斜光纖光柵的光纖和光纖耦合器/ 環形器連接的一端與D型光纖和第一光電探測器連接的一端在同一側；第一光電探測器和第二光電探測器分別連接數據采集及處理模塊。雖然該裝置具有折射率測量精度更高的優點，但是抗環境干擾性能較差，影響檢測結果。

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，提供一種新的稀土摻雜光纖折射率測量系統及其測量方法。使用該稀土摻雜光纖折射率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。

一種稀土摻雜光纖折射率測量方法，包括以下步驟：

步驟一：選取一段長度為1m左右的稀土摻雜光纖并對其長度進行精確測量。系統上電后；

步驟二：將信號源打開，將信號源頻率設置為f(例如為20MHz),首先不將待測光纖108 接入到測量系統中，通過測試系統測量射頻信號從信號源到達IQ混頻器203射頻輸入端時的相位值該值為測試系統的固有相位值，該步驟的目的是為了得到測試系統在沒有待測稀土摻雜光纖時，中信號源端到IQ混頻器射頻輸入端之間的固有相位值，以便在后續數據處理中將該系統固有相位值消除；

步驟三：將待測光纖108接入到單模光纖耦合器106和光電探測器109之間，由于光纖長度的增加，射頻信號從信號源到達光電探測器時其相位將發生變化，再次通過測試系統測量射頻信號的相位值該相位值包含了測試系統的固有相位值因此由待測稀土摻雜光纖引起的相位變化量為

步驟四：通過計算并根據式(8)便可得待測稀土光纖的折射率。

測量的工作原理如下：

射頻信號在光纖中傳輸，射頻信號到達光電探測器的相位會隨著光纖長度和折射率的變化而變化。當不將待測光纖接入到上述光載射頻傳輸鏈路中，測量射頻信號到達光電探測器的相位然后將待測光纖接入到上述光載射頻傳輸鏈路中，再次測量射頻信號到達光電探測器的相位根據相位差和待測光纖的長度就可以得到待測光纖的折射率。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：