[發明專利]一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置和方法

有效

• 申請號: 202210209081.0
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114878140B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 于飛;管景昭;韓穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所;燕山大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，包括由呈長方體的焊接框架(3)、焊接在該焊接框架(3) 豎直面的操作面板(5)、焊接在該焊接框架(3)頂部的光學面包板(6)，以及焊接在該焊接框架(3)底部的底板(8)構成的本體，其特征在于，在所述的本體內部設置有供第一繞卷電機(232)放置的第一電機支撐板(71)、供第二繞卷電機(231)放置的第二電機支撐板(72)以及第一繞卷電機(232)和第二繞卷電機(231)；

在所述的光學面包板(6)上放置有連續激光器(1)、分束器(2)、第一光電傳感器(4)和計算機(22)；

在所述的操作面板(5)上固定安裝有帶有旋轉接頭(9)的第一標準繞纖盤(10)、第一導向輪(12)、張力調節裝置(13)、帶有計數裝置(15)的第二導向輪(14)、具有檢測功能的第三導向輪(16)、牽引裝置(20)、具有牽引功能的第四導向輪(19)、第二標準繞纖盤(11)和控制器(21)，以及供第二光電傳感器(17) 移動固定的多個光學安裝孔(18)，使所述的第二光電傳感器(17)的光敏面的法線和第三導向輪(16)的頂部切線重合，且光敏面與第三導向輪(16)的距離可調；

所述的連續激光器(1)的輸出光束經所述的分束器(2)分為探測光束和參考光束，所述的探測光束通過光纖經旋轉接頭(9)與待測微結構光纖耦合，該待測微結構光纖由第一標準繞纖盤(10)出發，依次繞過第一導向輪(12)、張力調節裝置(13)、第二導向輪(14)、第三導向輪(16)、牽引裝置(20)、第四導向輪(19)、最后復繞至第二標準繞纖盤(11)；所述的參考光束由第一光電傳感器(4)接收，所述的第一光電傳感器(4)與第二光電傳感器(17)分別通過信號線與計算機(22)相連；所述的計數裝置(15)、第一繞卷電機(232)、第二繞卷電機(231)分別通過信號線與所述的控制器(21)相連；

所述的牽引裝置(20)由第一牽引輪(201)、第二牽引輪(202)和硅膠牽引帶(203)構成，所述的第一繞卷電機(232)帶動第一牽引輪(201) 順時針轉動，進而通過硅膠牽引帶(203)帶動第二牽引輪（202)同時順時針轉動，第二繞卷電機(231)帶動第二標準繞纖盤(11)逆時針旋轉，確保待測微結構光纖復繞到第二標準繞纖盤(11)上。

2.根據權利要求1所述的非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的焊接框架(3)底部安裝有四個底部萬向輪(241，242，243，244)。

3.根據權利要求1所述的非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的分束器(2)的分光比為9：1，即探測光束強度：參考光束強度=9：1。

4.根據權利要求1所述的非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的旋轉接頭(9)確保在復繞過程中探測光束穩定與待測微結構光纖耦合。

5.根據權利要求1所述的一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的連續激光器(1)為符合待測量微結構光纖工作波段內的波長的激光器。

6.根據權利要求1所述的一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的待測微結構光纖為無包層光纖。

7.根據權利要求1所述的一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的第一光電傳感器(4)、第二光電傳感器(17)可進行低光功率測量，具有集成的校準數據存儲功能，帶有自動開/關檢測的內置OD1衰減濾波器以及用于溫度漂移補償的溫度傳感電子設備。

8.根據權利要求1所述的一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置，其特征在于，所述的張力調節裝置(13)由張力調節輪(131)、張力調節桿(132)與張力調節滑塊(133)構成；張力調節桿(132)的重心點處與操作面板(5)活動連接，在張力調節桿(132)的一端活動連接有張力調節導向輪，另一端上設置有張力調節滑塊(133)，張力調節滑塊(133)能夠在另一端至張力調節桿(132)重心點處滑動。

9.利用權利要求1-8任一所述的一種非破壞式微結構光纖側面散射損耗測量裝置對待測微結構光纖側面散射損耗進行測量的測量方法，其特征在于，該測量方法的步驟如下：

1)將待測微結構光纖從第一標準繞纖盤(10)依次繞過第一導向輪(12)、張力調節裝置(13)、第二導向輪(14)、第三導向輪(16)、牽引裝置(20)、第四導向輪(19)，最后復繞至第二標準繞纖盤(11)；

2)開啟連續激光器(1)，通過分束器(2)，使探測光束經過旋轉接頭(9)耦合進待測微結構光纖；使參考光束入射到第一光電傳感器(4)的光敏面；開啟第一光電傳感器(4)、第二光電傳感器(17)、計算機(22)、控制器(21)；第一繞卷電機(232)帶動第一牽引輪(201)順時針旋轉；第二繞卷電機(231)帶動第二標準繞纖盤(11)逆時針旋轉，使待測微結構光纖穩定勻速的進行復繞過程；

3）由安裝在操作面板(5)上的光學安裝孔(18)上的第二光電傳感器(17)測量得出待測微結構光纖沿長度各個位置的側面散射損耗，第二光電傳感器(17)的光敏面的法線和第三導向輪(16)的頂部切線重合，且光敏面與所述的具有檢測功能的第三導向輪(16)的距離可調；通過調節張力調節裝置(13)中張力調節滑塊(133)在張力調節桿(132)上的位置，使待測微結構光纖上的張力滿足復繞需求；

4)計數裝置(15)通過讀取第二導向輪(14)的轉動圈數，經控制器(21)得到待測微結構光纖的實時復繞長度；

5)第二光電傳感器(17)獲取待測微結構光纖的側面散射強度信號，并經計算機(22)處理，結合控制器(21)獲得的實時復繞長度得到光纖的側面散射損耗隨復繞長度的變化關系，進而分析得到光纖的結構均勻性和光纖內模式的變化，并對光纖的缺陷位置進行精確定位。