Рефлектометрические методы измерения затухания сигнала в волноводе.
Сущность рефлектометрического метода измерения характеристик оптических волокон и кабелей заключается в подаче в оптическое волокно импульса оптического излучения и в последующем анализе той малой части световой мощности, которая возвращается на фотоприемник в результате обратного рассеяния и отражения распространяющейся в волокне световой волны. Регистрируемый фотоприемником сигнал обрабатывается, и из него формируется кривая, которая называется рефлектограммой и представляет собой зависимость уровня мощности этого сигнала от времени распространения импульса 
или длины линии. Таким образом, рефлектограмма обеспечивает возможность получения зависимости коэффициента затухания светового сигнала 
по всей длине 
волоконной линии. Здесь 
- коэффициент преломления световедущей жилы; 
- скорость света; 
- координата вдоль волоконной линии общей длиной .
Главным достоинством этого метода являются возможность проведения измерений при доступности оператора только к одному из концов волоконной линии и получение распределения оптических потерь мощности в зависимости от коэффициента затухания в линии по всей длине . Помимо измерения распределения оптических потерь рефлектометрическим методом можно измерять длины оптических волокон и кабелей, коэффициенты отражения и определять места этих потерь в линии. Прежде чем переходить к описанию рефлектометрических измерений рассмотрим кратко основные причины затухания или ослабления сигналов при распространении света в оптическом волокне.
|
|
|
Как уже упоминалось выше, релеевское рассеяние света представляет собой рассеяние на микронеоднородностях, имеющих место в оптическом волокне. Схема релеевского рассеяния показана на рис. 5.
Рис. 5. Схема релеевского рассеяния
Свет рассеивается на микронеоднородностях (релеевских центрах) во всех направлениях, в том числе и назад. При этом часть света уходит в оболочку и затухает в ней, а часть света попадает в моду волокна и распространяется в обратном направлении, образуя сигнал обратного релеевского рассеяния в волокне. Именно сигнал обратного релеевского рассеяния и используется в современной рефлектометрии для измерения потерь и других характеристик ВОЛС.
В волоконную линию посылаются мощные импульсы оптического излучения (зондирующие импульсы) и по мере их прохождения по волокну записывается мощность и время запаздывания возвращающихся обратно в рефлектометр импульсов. Релеевские центры распределены вдоль волокна однородно и в рассеянных на них волнах содержится вся информация о параметрах линии, влияющих на затухание света. Путем детектирования сигналов обратного релеевского рассеяния можно обнаруживать как отражающие так и не отражающие (поглощающие) неоднородности в волокне, например, потери, распределение потерь в длинных линиях и потери в сростках (сплавных соединениях волокон). Такие измерения нельзя выполнить регистрируя только отражение, а не рассеянное излучение. Величина мощности света рассеиваемого обратно в моду волокна пропорциональна мощности импульса на входе волокна, но вследствие малости коэффициента обратного релеевского рассеяния 
составляет от нее очень малую часть. В зависимости от длительности мощность рассеянных обратно импульсов на 80÷50дБ меньше мощности импульсов вводимых в волокно. Длительность зондирующих импульсов Т определяет длину отрезка волокна L, которую он занимает в волокне в процессе распространения и которая определяется как пространственное разрешение рефлектометра – минимальная длина отрезка волокна, на которой можем различить две близко расположенные неоднородности 
, где C – скорость света в воздухе, n – коэффициент преломления волокна.
|
|
|
Волоконно-оптический рефлектометр состоит из 2 основных блоков: оптического блока и блока обработки сигналов.
|
|
|
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 650; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!