專利名稱：高精度光纖長度測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高精度光纖長度測量系統。
背景技術：
高精度光纖長度測量系統在光纖通信系統中具有重要的應用價值。傳統的光纖測量方法主要包括光時域反射儀(OTDR)，光頻域反射儀(OFDR)，光低相干反射儀(OLCR)等。其中OTDR是基于后向瑞利散射和菲涅爾反射原理制成的，是目前最廣泛的測量光纖長度的儀器。OTDR的優點是測量長度可達上百公里，缺點是精確度較差，只能達到米的量級，且不可測量短距離光纖，設備體積龐大。OFDR和OLCR的測量精度雖然相對較高，分別可以達到毫米和幾十微米量級，但是實際操作的穩定性和可靠性比較低。另外，復雜的結構與高昂的造價也一定程度上限制了他們的應用。
發明內容
本發明提供了一種高精度光纖長度測量系統，主要解決了現有測量系統結構復雜、成本高，且在對光纖長度進行測量時，精度低、穩定性差的問題。本發明的具體技術解決方案如下該高精度光纖長度測量系統包括用于產生脈沖激光的脈沖發生裝置，脈沖發生裝置連接有光分束器，光分束器的上設置有兩個輸出端，光分束器第一輸出端與光環形器第一端口連接，光分束器第二輸出端通過第二光電探測器與示波器連接，光環形器第二端口依次和待測光纖及法拉第旋轉鏡連接，光環形器第三端口通過第一光電探測器與示波器連接。上述激光光源可以選擇1550nm或13IOnm的連續激光光源。上述脈沖發生裝置是依次連接的激光光源、偏振控制器和電光調制器，或脈沖激光光源。本發明的優點是I、該光纖長度測量系統精度取決于電光調制器調制的脈沖寬度，所用脈沖寬度越窄，脈沖上升沿越陡峭，得到的結果越精確。若取脈寬為Ins的光脈沖信號，精度可達厘米量級。2、該光纖長度測量系統利用脈沖在待測光纖中具有傳播延時來測量光纖長度。結構簡單，所用光學器件價格相對低廉，使用方便，性價比高。3、該光纖長度測量系統沒有基于弱信號反射或干涉原理，對入射光要求比較低，有較好的穩定性和可靠性。
圖I是高精度光纖長度測量系統的結構示意圖2 是未接待測 光 纖時，示波器輸出圖像；圖3是接10026. 4m的待測光纖時，示波器輸出圖像。
具體實施例方式1550nm或1310nm的DFB激光光源發出的連續光經過偏振控制器(PC)之后進入電光調制器，由電光調制器調制出具有一定脈寬的光脈沖信號；光脈沖信號被90/10的光分束器分成兩束，(光分束器的分光比由待測光纖長度引起的損耗決定。若激光光源輸出的激光足夠強，則光分束器任意比例分光比均可。)90 %的一束經過光環行器I端口至2端口進入待測光纖，由法拉第旋轉鏡反射回的光脈沖經過光環行器2端口至3端口進入一個光電探測器；10%的一束直接進入另一個光電探測器；由示波器探測光脈沖的時延，計算出待測光纖的長度。其中偏振控制器的作用是使進入電光調制器的激光具有良好的偏振特性；光分束器的分光比由待測光纖長度引起的損耗決定；法拉第旋轉鏡在該系統起到反射鏡的作用，同時可以穩定反射光的偏振態。設在未接待測光纖情況下，光分束器90%端口連接到光環行器I端口的總長度是L1，光環行器2端口連接到法拉第旋轉鏡的總長度是L2，光環行器3端口連接到電光調制器的總長度是L3，光分束器10%端口連接到電光調制器的總長度是L4，待測光纖的長度是L。在未接待測光纖情況下，示波器探測到兩信號脈沖的時間差為△ 則
權利要求
1.一種高精度光纖長度測量系統，包括用于產生脈沖激光的脈沖發生裝置，其特征在于所述脈沖發生裝置連接有光分束器，光分束器的上設置有兩個輸出端，光分束器第一輸出端與光環形器第一端口連接，光分束器第二輸出端通過第二光電探測器與示波器連接，光環形器第二端口依次和待測光纖及法拉第旋轉鏡連接，光環形器第三端口通過第一光電探測器與示波器連接。
2.根據權利要求I所述的高精度光纖長度測量系統，其特征在于所述激光光源是1550nm或1310nm的連續激光光源。
3.根據權利要求I所述的高精度光纖長度測量系統，其特征在于所述脈沖發生裝置是依次連接的激光光源、偏振控制器和電光調制器，或脈沖激光光源。
全文摘要
本發明提供一種高精度光纖長度測量系統。現有的光纖長度測量系統OTDR具有測量精度低，設備龐大并且不能測短距離光纖的缺點；OFDR和OLCR具有造價昂貴、穩定性不高等缺點。本發明可以克服以上這些缺點。本發明主要由激光光源發射出的連續光經電光調制器調制出時域短脈沖信號，經過光分束器，一束光進入光環行器、待測光纖和法拉第旋轉鏡進入探測器；另一束直接進入探測器。通過分別測量未接入待測光纖和接入待測光纖的時間差，可以精確測量光纖的長度。測量精度可達厘米量級，并且系統簡單，穩定性高。
文檔編號G01B11/02GK102636121SQ20121006088
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者任立勇, 屈恩世, 梁健 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所