本發(fā)明屬于光纖測試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超連續(xù)譜的產(chǎn)生是通過將超短脈沖激光耦合進(jìn)高非線性光纖，由于在光纖中受到非線性、四波混頻及光孤子效應(yīng)的影響，會(huì)使輸出脈沖光的光譜展寬，從而實(shí)現(xiàn)超寬的光譜輸出。超連續(xù)譜光源主要應(yīng)用于寬頻光譜學(xué)、光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography，OCT)、光纖傳感等領(lǐng)域，能夠在很多應(yīng)用領(lǐng)域替代放大自發(fā)輻射(Amplified Spontaneous Emission，ASE)、超輻射發(fā)光二極管(Super Luminescent Diode，SLD)和鹵素?zé)艄庠础?/p>

一般測量光纖傳輸損耗的系統(tǒng)中均使用傳統(tǒng)的鹵素?zé)糇鳛楣庠?，采用空間光耦合結(jié)構(gòu)將光耦合進(jìn)光纖，并與功率計(jì)配合使用。然而，該系統(tǒng)的固有結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)：

空間光耦結(jié)構(gòu)是一種非封閉的光傳輸結(jié)構(gòu)，使用過程中需將系統(tǒng)加以隔離措施，避免外界因素(如外界光、灰塵等)的影響。并且該結(jié)構(gòu)不易于模塊化，因此組裝成本較高。

由于鹵素?zé)魤勖邢蓿瓒ㄆ诟鼡Q。更換鹵素?zé)艉?，光路的耦合結(jié)構(gòu)需要重新調(diào)試。因此，該系統(tǒng)對(duì)維護(hù)人員要求較高，不易于維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于，提供一種全光纖測量光纖衰減譜的裝置，并直接通過測量待測光纖截?cái)嗲昂蟮墓庾V，對(duì)比后得到光衰減譜。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)，包括超連續(xù)譜光源、色散補(bǔ)償模塊、光衰減模塊、光譜測量模塊以及數(shù)據(jù)分析模塊，其中：

所述超連續(xù)譜光源，用于產(chǎn)生超連續(xù)譜光，所述超連續(xù)譜光源的輸出端通過光纖與所述色散補(bǔ)償模塊的輸入端相熔接；

所述色散補(bǔ)償模塊，用于對(duì)所述光纖衰減譜測量系統(tǒng)的總色散值進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，使所述光纖衰減譜測量系統(tǒng)的總色散值為正；所述色散補(bǔ)償模塊的輸出端通過光纖與所述光衰減模塊的輸入端相熔接；

所述光衰減模塊，用于對(duì)所述超連續(xù)譜光源進(jìn)行光衰減，避免在所述待測光纖中發(fā)生非線性效應(yīng)，所述光衰減模塊輸出端與待測光纖相熔接；

所述待測光纖的輸出端與所述光譜測量模塊的輸入端相熔接，所述光譜測量模塊用于測量所述待測光纖輸出端的光譜；

所述數(shù)據(jù)分析模塊與所述光譜測量模塊的輸出端相連接，用于對(duì)所述光譜測量模塊測得的光譜進(jìn)行分析，得到所述待測光纖的衰減譜。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述超連續(xù)譜光源的輸出端通過一段HI-1060光纖與所述色散補(bǔ)償模塊的輸入端相熔接。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述色散補(bǔ)償模塊和所述光衰減模塊之間用一段G652光纖熔接。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述光衰減模塊的輸出端熔接一段G652光纖作為尾纖。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述超連續(xù)譜光源的光譜范圍為600nm～1800nm。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述色散補(bǔ)償模塊為色散補(bǔ)償光纖或者色散補(bǔ)償光柵。所述色散補(bǔ)償模塊對(duì)所述超連續(xù)譜光源進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，使所述測量系統(tǒng)的總色散值為正，避免所述超連續(xù)譜光源在所述待測光纖中發(fā)生調(diào)制不穩(wěn)定性等非線性效應(yīng)，造成測試結(jié)果的偏差。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述光衰減模塊的衰減值大小可調(diào)節(jié)，范圍為0～50dB，并對(duì)整個(gè)超連續(xù)譜光譜范圍內(nèi)的光功率均有所衰減。所述光衰減模塊對(duì)所述超連續(xù)譜光源進(jìn)行光衰減，避免在所述待測光纖中發(fā)生非線性效應(yīng)，影響測量精準(zhǔn)度。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待測光纖為單模光纖，單模光纖包括G652、G655或G657；或者為多模光纖，多模光纖包括GI50或GI62.5。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述光譜測量模塊的測量波長范圍為700nm～1700nm。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)所述光譜測量模塊測得的光譜進(jìn)行分析，得到所述待測光纖的衰減譜，具體為：采用截?cái)喾▽?duì)所述待測光纖的輸出端光譜和輸入端光譜進(jìn)行對(duì)比，分析所述待測光纖的衰減譜。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出了一種基于超連續(xù)譜光源測量光纖衰減譜的系統(tǒng)。該系統(tǒng)各模塊全部由光纖和光纖元件構(gòu)成，光纖和光纖元件之間采用光纖熔接技術(shù)連接，使得整個(gè)光路完全封閉在光纖波導(dǎo)中。這種天然的全封閉性光路一旦形成，無需另加隔離措施即可自成體系，實(shí)現(xiàn)與外界環(huán)境的隔離。由于光纖細(xì)小并具有很好的柔性，光路可盤繞并沿細(xì)小的管道穿行，因而可縮小測量系統(tǒng)的體積。并且，該系統(tǒng)具有免維護(hù)性，光路一旦完成即形成一個(gè)整體。實(shí)踐證明，如果光纖和光纖元件本身能有長期穩(wěn)定性，所形成的連接結(jié)構(gòu)和連接參數(shù)也將長期保持穩(wěn)定，進(jìn)而整個(gè)系統(tǒng)的光路將長期穩(wěn)定，無需維護(hù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1所示的用于連接各模塊的光纖種類圖；

圖3是本發(fā)明注入到待測光纖的光譜圖；

圖4是利用本發(fā)明測量一種G625光纖的衰減譜圖；

圖5是利用本發(fā)明測量一種GI50多模光纖的衰減譜圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括：超連續(xù)譜光源、色散補(bǔ)償模塊、光衰減模塊、光譜測量模塊以及數(shù)據(jù)分析模塊，其中：

所述超連續(xù)譜光源的輸出端通過光纖(例如一段HI-1060光纖)與所述色散補(bǔ)償模塊的輸入端相熔接；超連續(xù)譜光源用于產(chǎn)生超連續(xù)譜光，并將所述超連續(xù)譜注入到一段HI-1060光纖中。所述超連續(xù)譜光源的中心波長為1064nm，輸出光譜范圍涵蓋600nm到1800nm，輸出功率在10mW到500mW之間，重復(fù)頻率在1MHz到100MHz之間。

所述色散補(bǔ)償模塊，用于對(duì)所述超連續(xù)譜光源進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，使所述測量系統(tǒng)的總色散值為正，避免所述超連續(xù)譜光源在所述待測光纖中發(fā)生調(diào)制不穩(wěn)定性等非線性效應(yīng)，造成測試結(jié)果的偏差。所述色散補(bǔ)償模塊可以采用色散補(bǔ)償光纖或者色散補(bǔ)償光柵，總色散值在0.1ps/nm到100ps/nm。所述色散補(bǔ)償模塊的輸出端通過光纖與所述光衰減模塊的輸入端相熔接。

所述光衰減模塊，用于對(duì)所述超連續(xù)譜光源進(jìn)行光衰減，避免在所述待測光纖中發(fā)生非線性效應(yīng)，影響測量精準(zhǔn)度。所述光衰減模塊工作波長在400nm到2000nm，衰減范圍在1dB到100dB。所述超連續(xù)譜光源經(jīng)過衰減后的平均功率為1μW～1mW。所述光衰減模塊輸出端與待測光纖相熔接。

進(jìn)一步地，所述色散補(bǔ)償模塊和所述光衰減模塊之間用一段G652光纖熔接。所述光衰減模塊的輸出端熔接一段G652光纖作為尾纖。

所述待測光纖的輸出端與所述光譜測量模塊的輸入端相熔接，所述光譜測量模塊用于測量所述待測光纖輸出端的光譜。

所述數(shù)據(jù)分析模塊與所述光譜測量模塊的輸出端相連接，用于對(duì)所述光譜測量模塊測得的光譜進(jìn)行分析，得到所述待測光纖的衰減譜。

本發(fā)明利用截?cái)喾▽?duì)所述待測光纖的衰減譜進(jìn)行測量。由于光耦合進(jìn)入多模光纖時(shí)會(huì)激勵(lì)起很多模式，需要經(jīng)過一段時(shí)間后才能達(dá)到一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)稱為穩(wěn)態(tài)模式。對(duì)于多模光纖的測試，只有達(dá)到穩(wěn)態(tài)模式分布后才有意義。要達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布，可以借助擾模器，采用強(qiáng)烈的幾何振動(dòng)，使多模光纖不需要很長的距離就能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布，滿足穩(wěn)定注入條件。

本發(fā)明實(shí)施例中利用截?cái)喾▽?duì)所述待測光纖的衰減譜進(jìn)行測量，如果所述待測光纖為多模光纖，要求滿足穩(wěn)定注入條件，需借助擾模器。首先測量所述待測光纖輸出端的光譜；然后保持注入條件不變，在離注入處(光衰減模塊的輸出端)約2m處切斷光纖，再測量所述待測光纖輸入端的光譜，通過如下公式即可計(jì)算所述待測光纖的衰減譜，假設(shè)所述待測光纖長度為L。

光譜測量模塊，用于測量所述待測光纖輸出端的光譜。

數(shù)據(jù)分析模塊，用于自動(dòng)讀取所述光譜測量模塊所測得的數(shù)據(jù)，并根據(jù)各種預(yù)設(shè)的宏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理。

所述待測光纖可以為G652、G655或G657等單模光纖，也可以為GI50或GI62.5等多模光纖。

圖2是圖1所示的各模塊之間連接光纖的種類圖，包括：

HI-1060光纖1，長度為1m到100m，用于傳輸所述超連續(xù)譜光源，使其達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

G652光纖2，長度為1m到100m，用于連接所述色散補(bǔ)償模塊和所述光衰減模塊。

圖3是圖1所示注入到所述待測光纖的光譜圖。

圖4是利用本發(fā)明測量一種3公里長的G652光纖衰減譜的結(jié)果圖，并與一臺(tái)商用光纖衰減測量儀的測試結(jié)果對(duì)比，顯示出所述基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)對(duì)單模光纖具有極高的測量精度。

圖5是利用本發(fā)明測量一種3公里長的GI50光纖衰減譜的結(jié)果圖，并與一臺(tái)商用光纖衰減測量儀的測試結(jié)果對(duì)比，顯示出所述基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)對(duì)多模光纖具有極高的測量精度。

本發(fā)明實(shí)施方式提供的基于超連續(xù)譜的光纖衰減譜測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量G652，G655，G657，GI50，GI62.5等光纖的光衰減譜。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。