Способ измерения эффективного значения показателя преломления оптического световода (его варианты)

Способ измерения эффективного значения показателя преломления оптического световода (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерения эффективности значения показателя преломления оптического световода, включающий модуляцию оптического излучения, ввод этого излучения в оптический световод, регистрацию излучения вьшедшего из оптического световода длиной 8 , и определение эффективного значения показателя преломления оптического световода, о т л ичающий я тем, что, с целью повышения точности измерения, модуляцию оптического излучения осуществляют гармоническими колебаниями с частотой , при регистрации вьшедшего из оптического световода излучения измеряют фазу оптического излучения Ч,, затем измеряют фазу оптического излучения УЛ для того же световода длиной С- эффектив ное значение показателя преломления оптического световода h ж определяют по Формуле . C( -ШСёГМ где с - скорость света. 2. Способ измерения эффективного значения показателя преломпения оптического световода, включаняций модуляцию оптического излучения, ввод этого излучения в оптический световод, регистрацию излучения, вьтедшего из оптического световода длиной р, и определение эффективсл ности значения показателя преломления оптического световода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, модуляцию оптического излучения осуществляют последовательно двумя гармоническими колебаниями с частотой Е и j , для которых при регистрами со о вышедшего из оптического световода излучения, измеряют соответственно фазы f и 4i , а эффективное значе4 ние показателя преломления оптического световода п определяют по формуле c() )f, где С - скорость света.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ООЦ РЕСПУБЛИК (д) 4 G 01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 37 1,3296/24-25 (22) 20. 03. 84 (46) 07.12.85. Бюл. В 45 (72) Ю.А.Баклунов и П.П.Оввян (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 554485, кл. G 01 0 21/41, 1975.

Щикич анц Д. Теория измерения по методу обратного рассеяния в световодах. — Зарубежная электроника, 1981, Ф 6, с. 87-94..(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО .

ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОИЛЕНИЯ

ОПТИЧЕСКОГО СВЕТОВОДА (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Способ измерения эффектив. ности значения показателя .преломле.ния оптического световода, включающий модуляцию оптического излучения, ввод этого излучения в оптический световод, регистрацию излучения,. вышедшего из оптического световода длиной Е„, и определение эффективного значения показателя преломления оптического световода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, модуляцию оптического излучения осуществляют гармоническими колебаниями с частотой 2, при регистрации вышедшего из оптического световода излучения измеряют фазу оптического излучения, затем измеряют фазу

„„Я0„, 1196740 A оптического излучения для того же световода длиной Е2, а эффектиВ. ное значение показателя прелокпения оптического световода:ь з определяют по формуле с(Ч„-Ч )

"ЭФ = 2УЦЕ„- Е,1 . где С вЂ” скорость света.

2. Способ измерения эффективного значения показателя преломления оптического световода, включающий модуляцию оптического излучения, ввод этого излучения в оптический световод, регистрацию излучения, вышедшего из оптического световода длиной („, и определение эффективности значения показателя преломления оптического световода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, модуляцию оптического излучения осуществляют последовательно двумя гармоническими колебаниями с частотой и, для которых при регистрации вйшедшего иэ оптического световода излучения, измеряют соответственно фазы н, а эффективное значение показателя преломления оптического световода п ф определяют по формуле (qq

4= 2т(„-62) е где о - скорость света.

1196740 с (1Ч;ДЧ2) ("эрр= = ттрн 41

dn>4,> =- dn эфф i Ч„,= д

Изобретение относится к оптической связи, в частности к способам .измерения параметров оптических световодов, и может быть использовано для определения эффективного значения показателя преломления оптического световода.

Целью изобретения является повышение точности измерения эффективного значения показателя преломления оптического световода.

Существо изобретения заключается в следующем.

Оптическое излучение, вводимое в световод, модулируют заданной частотой Е, а на выходе световода после детектирования измеряют фазу выходного излучения, затем оптический световод укорачивают на заданную определенную длину и снова измеряют фазу выходного излучения (относительно фазы входного излучения) и определяют эффективное значение показателя преломления оптического световода по формуле: где д(г — точность измерения значе112

Ний фаэ 11е °

Относительная точность:, ц1) эфф дЧ д 2 () (,Ф} ()эфф У,-4 Ч„- Vg

Точность измерения фаэ Y„a (г оди наковая. Максимальная величина относительной ошибки составит: "эфф 2И1 2д М. 5}

"эфф

20 4П

Относительная точность 1 онреи э Фф деляется в предложенном способе выше, чем в известном. Это следует из формулы (3), так как

25 о сд(г

2Т Е д Е где — скорость света; д9 г (2 — разность измеренных значений фаз;

f — частота модуляции оптического излучения;

d0 — длина отрезанного участка световода.

Выражение (1) выводится следующим образом. Мощность оптического сигнала, промодулированного частотой Е, записывается

РО ()+)31с135((43 +(}), (2} где Р— среднее значение мощности и — глубина модуляции оптического излучения ш =2T)f — круговая частота, - фаза оптического иэЧ

)Ð лучения. p} с

Учитывая, что Ч значение приращения фазы (a9) в зависимости от приращения длины (дЕ) .„, е

ДЧ= 3 получаем формулу (.1) .

Точность указанного способа измерения эффективного значения показателя преломления определяется путем дифференцирования выражения (1) Z)) Å (-„р гр

2lf е

2 Ч

Чгр

35 где

U — групповая скорость р асrp. пространения оптического сигнала.

Таким образом, относительная ошибка зависит от длины отрезка, на которую укорачивается волокно.

Поэтому выбрав световод достаточной

4S длины (и следовательно увеличив д.Е ) можно получить значение ошибки меньше заранее заданной величины.

/ д "эфф

Относительная ошибка афф

50 для световода длиной 1 км, Ч„

204623, 9 км/с и частотой модуляции оптического излучения Е - So МГц имеем д Ч 1 2 =

1 ЕдЕ 2 )ч 50 - 10. 1 — 204623 — 1,33 10 р л

ГР дЕ= Е,-Е,=1км.

1196740

,фф dV1- e2 df,- d(2

"эфф у1 q2 Е1 4

AY 5/57,2 5 7 пэФФ Ч-ч I 53 - 10 (1-ЫЧ2) с(1Е1-У2)(ИЕ1- Щ

2 е„(е„-е2) e,< Z

Дпэфф х — =а,ч 1о

"эфф

Составитель С. Голубев Редактор P.Цицика Техред Ж.Кастелевич Корректор Е Рошко

Заказ 7557/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При измерении фазы прибором ФК2-12, у которого погрешность измерения фазы (согласно техническим данным) о

+2,5 относительная ошибка равна

Второй вариант способа измерения эффективности значения показателя преломления отличается от первого тем, что при измерении сохраняется .целостность измеряемого оптического световода. Оптическое излучение, вводимое в световод, модулируют последовательно частотами Е и ,а на выходе световода после детектирования измеряют соответственно значения фазы при этих частотах и затем определяют эффективное значение показателя преломления оптического световода по формуле:

1 (е.- е,) гг/,Е,- Е,) e„ где с — скорость света в вакууме, и 1. — частоты модуляции оптического излучения, вводимого в световод; (и 11" — значения фазы.при час1 2 тотах f1 и Е2, Š— длина оптического световода.

Выражение (7) получается из (3) путем дифференцирования фазы по частоте.

Точность укаэанного способа измерения эффективного показателя преломления определяется путем дифференцирования выражения (7) 5 т.е. максимальная относительная ошибка равна

Ьпэфф 2ДЧ1 2Д f

+ — (в)

"эФФ Ч1 2

10 Из (8) следует, что общая относительная точность состоит иэ двух слагаемых: относительной ошибки при измерении фазы и относительной, ошибки при измерении.частоты модуляцйи оптичес15 кого излучения.

Для световода длиной 1 км, Ч

= 204623, 9 км/с, длительность зондирующего импульса 20 нск и частотой модуляции оптического излучения

50 МГц и 100 МГц разность фаз определяется следующим образом: гй(е,- E „) е„ 11-Ч2= " " =1,Ээ.10 рда °

2 ц

Прн измерении фазы прибором ФК2-12, 25 у которого погрешность измерения (согласно техническим данным) .+2,5

5 (57 2 рад) относительная погреш

t дЧ ность, равна:

30 1 2

ДЧ 5/57,2 5,7 - 10;

Ч,- Е 1953.10

Значение относительной ошибки изме" рения частоты при использовании, наЗ5 пример, частотомера ЧЗ-54 составляет:

2дЕ

3 ° 10"

1 2.

Таким образом, относительная но40 грешность измерения, определяемая формулой (8) равна