[發(fā)明專利]超小光損失的測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 90100643.2
• 申請(qǐng)日: 1990-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN1053955A
• 公開（公告）日: 1991-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伏拉迪斯拉夫·尼科拉艾維奇·考洛摩;斯里任科;米哈依爾·亞歷山德洛維奇·布克赫西他夫;安德列·尤列艾維奇·吉雷洛夫;安拉托里·米哈衣洛維奇·帕特洛夫;安德列·亞歷山德洛維奇·奧夫斯亞聶考夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中央通訊科學(xué)研究所列寧格勒分所
• 主分類號(hào): G01J1/18
• 分類號(hào): G01J1/18;G01J1/42
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

本測(cè)量方法涉及光度學(xué)、光譜光度學(xué)和纖維光學(xué)，且此方法可用于測(cè)量有關(guān)吸收和散射的光損失以及測(cè)量激光光學(xué)元件、光纖的撥絲坯料和纖維光導(dǎo)的總光損失。

已知的測(cè)量光學(xué)物件的特性的方法是建立在以下的基礎(chǔ)上的，即按周期性的規(guī)律預(yù)先對(duì)探測(cè)光學(xué)物件的輻射進(jìn)行調(diào)制，將經(jīng)過物件的調(diào)制探測(cè)輻射變換為電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)作有選擇的放大，對(duì)其進(jìn)行同步檢波，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行低頻濾波（積分），測(cè)量積分信號(hào)值，并按此確定光學(xué)物件的特性（雜志“實(shí)驗(yàn)儀表和技術(shù)”1986年第1期168頁(yè)）。

但此方法并不適用于超小光損失的測(cè)量。

連續(xù)同步測(cè)量超小光損失的已知方法是建立在以下基礎(chǔ)上的，即按周期性的規(guī)律對(duì)探測(cè)光學(xué)物件的輻射預(yù)先進(jìn)行調(diào)制，在調(diào)制后的探測(cè)輻射中形成支持通道和測(cè)量通道，將光學(xué)物件放到測(cè)量通道中，在支持通道及測(cè)量通道中將探測(cè)輻射能量變換為電信號(hào)，以同步方式對(duì)他們進(jìn)行放大，并包含對(duì)已調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行有選擇放大，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步檢波及積分，連續(xù)測(cè)量積分信號(hào)值，并按測(cè)量通道和支持通道的連續(xù)測(cè)量的信號(hào)值計(jì)算光學(xué)物件的特性（ГРлгорьянцВ.В.，АоэЮкВ.С.，ОеǔнцковА.я.，Тцxомлцров H.А.，ЧаморовскцǔН.А“在纖維光導(dǎo)中的光譜總損失的精確測(cè)量”一文，參見“無(wú)線電工學(xué)和電子學(xué)”1979年24卷2期p.209-212，圖1）。按解決任務(wù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，此方法是最接近本發(fā)明建議的方法，故被當(dāng)作原型。

已知方法的缺點(diǎn)在于有較大的測(cè)量誤差，引起誤差的相互有聯(lián)系的原因如下：

在具有同步放大的兩通道的參數(shù)之間缺乏相互單值的一致性;

在各通道的低頻濾波器中信號(hào)積分時(shí)間的不穩(wěn)定性及其相互之間的差別;及

在支持通道和測(cè)量通道中相繼在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的情況。

為了獲得測(cè)量的最小相對(duì)誤差δ～10^-6，在按原型的方法進(jìn)行調(diào)制的頻率為180赫的情況下在低頻濾波器中的積分時(shí)間τ_N應(yīng)是不小于某一個(gè)量即

τ_N≥1/2（4 πf₀δ₀）≌221秒

但這實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)指出在同步放大的各參數(shù)和得到的測(cè)量的最大相對(duì)誤差之間存在相互連系。在實(shí)際值τ_N＝1秒時(shí)可獲得的值δ。為2.21×10^-4（當(dāng)f₀＝180赫時(shí)）。

積分時(shí)間的不穩(wěn)定性及不一致性引起的誤差為

δ_T≌2△T/T

這說(shuō)明在兩個(gè)通道上穩(wěn)定時(shí)間τ_N的必要性。當(dāng)在兩通道上進(jìn)行正確測(cè)量時(shí)誤差的出現(xiàn)是不可避免的，此誤差是由各通道中的信號(hào)的連續(xù)換向（Коммумаця）、被測(cè)量的信號(hào)的頻帶的終值△Fc及在兩次連續(xù)測(cè)量之間的時(shí)間間隔上探測(cè)輻射的能量的不穩(wěn)定性δ_3N引起的。

這樣，對(duì)能引起測(cè)量精度減小的原因的分析指出，在實(shí)現(xiàn)被分析的測(cè)量方法時(shí)，對(duì)于物件的光學(xué)性質(zhì)的小變化要得到高靈敏度（～10^-6）是不可能的。

因此本發(fā)明的目的在于對(duì)于被研究的物件的特性的弱變化可以提高測(cè)量方法的靈敏度，從而有助于提高測(cè)量超小光損失時(shí)的精度。

上述目的的實(shí)現(xiàn)是以下列方式保證的，即在已知方法中包括按周期性規(guī)律以頻率f₀對(duì)探測(cè)被研究的物件的輻射預(yù)先進(jìn)行調(diào)制，在經(jīng)調(diào)制的探測(cè)輻射上形成支持通道和測(cè)量通道，其中布置有被研究的物件，將支持通道和測(cè)量通道中的探測(cè)輻射的能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，將其放大，進(jìn)行同步檢波，在時(shí)間過程τ_N上進(jìn)行積分，測(cè)量積分信號(hào)值，按此值從測(cè)量通道和支持通道的信號(hào)值之比來(lái)判斷有關(guān)超小光損失，并建議以允許的失調(diào)時(shí)間△t對(duì)同時(shí)發(fā)生的積分信號(hào)值進(jìn)行測(cè)量，△t可從下列條件中確定，即：

△t≤ (π)/2.44 · (τ_N)/(δ_3N) (δ)^1/2

式中δ_3N為探測(cè)輻射的能量不穩(wěn)定性的相對(duì)值，

δ為測(cè)量的最大相對(duì)誤差

預(yù)先調(diào)制的頻率由下列條件求出，即

f₀＝0.1△Fc δ^-3/2

式中△Fc為電信號(hào)的頻帶，又各通道的信號(hào)的積分是在對(duì)于測(cè)量通道和支持通道都是同樣的時(shí)間過程中同時(shí)進(jìn)行的，此時(shí)間可從下列不等式中求出，即：