[發明專利]一種空間模式復用少模光時域反射儀及其實現方法

有效

• 申請號: 202210457825.0
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114938241B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 劉峰;王鋒;丁高逸揚
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種空間模式復用少模光時域反射儀，用于被測少模光纖鏈路上，其特征在于，包括依次連接的參數可調光脈沖輸出模塊、空間模式激發模塊、空間模式分離模塊、多路空間模式同步探測模塊和多路空間模式背向瑞利散射信號處理合成模塊；

所述參數可調光脈沖輸出模塊，用于產生重復頻率、峰值功率及脈沖寬度特定參數的光脈沖；

所述空間模式激發模塊，用于將承載所述光脈沖的基模LP₀₁模式轉換成為基模LP₀₁模式和高階空間模式，并注入所述被測少模光纖鏈路上；

所述空間模式分離模塊，用于提取所述被測少模光纖鏈路上產生的背向瑞利散射信號，并將所述背向瑞利散射信號進行分離，輸出多路由基模LP₀₁模式承載的背向瑞利散射信號；

所述多路空間模式同步探測模塊，用于將多路由基模LP₀₁模式承載的背向瑞利散射信進行同步探測，得到多路空間模式背向瑞利散射電信號；

所述多路空間模式背向瑞利散射信號處理合成模塊，用于對所述多路空間模式背向瑞利散射信號進行數字信號處理合成，得到所述被測少模光纖鏈路的損耗分布曲線，進一步根據所述損耗分布曲線，確定出所述被測少模光纖鏈路的故障事件類型及損耗大小。

2.如權利要求1所述的空間模式復用少模光時域反射儀，其特征在于，所述參數可調光脈沖輸出模塊是由單頻光源、電光調制器、信號發生器及光纖放大器構成；其中，所述光脈沖是由光源經過由所述信號發生器驅動的電光調制器產生的。

3.如權利要求2所述的空間模式復用少模光時域反射儀，其特征在于，所述光脈沖為脈寬200ns、峰值功率40mw、重復頻率2kHz的脈沖光源。

4.一種空間模式復用少模光時域反射儀實現方法，其特征在于，其在如權利要求3所述的空間模式復用少模光時域反射儀上實現，所述方法包括以下步驟：

產生重復頻率、峰值功率及脈沖寬度特定參數的光脈沖；

將承載所述光脈沖的基模LP₀₁模式轉換成為基模LP₀₁模式和高階空間模式，并注入被測少模光纖鏈路上；

提取所述被測少模光纖鏈路上產生的背向瑞利散射信號，并將所述背向瑞利散射信號進行分離，輸出多路由基模LP₀₁模式承載的背向瑞利散射信號；

將多路由基模LP₀₁模式承載的背向瑞利散射信進行同步探測，得到多路空間模式背向瑞利散射電信號；

對所述多路空間模式背向瑞利散射信號進行數字信號處理合成，得到所述被測少模光纖鏈路的損耗分布曲線，進一步根據所述損耗分布曲線，確定出所述被測少模光纖鏈路的故障事件類型及損耗大小。

5.如權利要求4所述的空間模式復用少模光時域反射儀實現方法，其特征在于，所述將承載所述光脈沖的基模LP₀₁模式轉換成為基模LP₀₁模式和高階空間模式，并注入被測少模光纖鏈路上的具體步驟為，

將承載所述光脈沖的單模尾纖經過與少模光纖環形器端口少模尾纖偏芯熔接，激發出基模LP₀₁模式和高階空間模式，并由少模光纖環形器注入所述被測少模光纖鏈路上。

6.如權利要求4所述的空間模式復用少模光時域反射儀實現方法，其特征在于，所述將所述背向瑞利散射信號進行分離是通過模式復用器光子燈籠來實現的。

7.如權利要求4所述的空間模式復用少模光時域反射儀實現方法，其特征在于，所述對所述多路空間模式背向瑞利散射信號進行數字信號處理合成，得到所述被測少模光纖鏈路的損耗分布曲線的具體步驟包括：

對所述多路空間模式背向瑞利散射信號進行光電檢測、放大；

對檢測放大后的多路空間模式背向瑞利散射信號進行采樣，通過數字信號處理獲得每路空間模式；

對每路空間模式均進行幅值補償、時序調整對齊、空間模式信號功率疊加及平均之后，合成所有的空間模式信號，以得到所述被測少模光纖鏈路的損耗分布曲線。

8.如權利要求4所述的空間模式復用少模光時域反射儀實現方法，其特征在于，所述光脈沖為脈寬200ns、峰值功率40mw、重復頻率2kHz的脈沖光源。