Измерения

12.1. Измерение затухания

Существует несколько методов измерения затухания в оптическом волокне. Основные из них следующие:

1) Прямой метод. В процессе измерения определяются мощности на входе Р₀ и выходе Р_l волокна, после чего затухание рассчитывается по формулам:

а = 10 lg (Р₀ /Р_l) – полное затухание на длине L;

α = (10/ L) lg (Р₀ / Р_l) – затухание на единице длины.

Основная трудность состоит в измерении мощности на входе в волокно Р₀, так как:

- не всё излучение попадает в волокно;

- часть попадает в оболочку, часть уходит мимо;

- качество обработки торца влияет на величину отражённой мощности;

- влияет точность юстировки;

- в начале нет равновесного распределения мод (рис. 12.1),

Рис. 12.1. Установление модового равновесия

Для устранения этих недостатков включают:

- смеситель мод (скремблер); это отрезок волокна, зажатый между шероховатыми поверхностями, или отрезок волокна, намотанный на цилиндр малого диаметра;

- фильтр мод: петля волокна (длиной 5-10 см) погружается в кювету с иммерсионной жидкостью, коэффициент преломления которой равен коэффициенту преломления оболочки n₂. В результате все оболочечные моды высвечиваются, а в сердцевине устанавливается равновесное распределение мод.

2) Метод двух длин. При этом затухание измеряется сначала на одной длине L₁, затем часть волокна обламывается, и измерения повторяют на меньшей длине (рис. 12.2):

затухание на длине L₁а₁= 10 lg (Р₀/Р₁);

затухание на длине L₂а₂= 10 lg (Р₀/Р₂).

Разница затуханий равна Δа = а₁ – а₂ = α (L₁ – L₂) = 10 lg (Р₂ /Р₁)

Производится два измерения, но при этом исключается измерение Р₀, которое очень трудно измерить точно.

Недостаток – необходимость обрывать кабель

Рис. 12.2. Метод двух длин

3)Метод замещения. При этом методе измеряемые сигналы через калиброванные аттенюатор и усилитель направляются на устройство сравнения (осциллограф) для совмещения.

Рис. 12.3. Метод замещения

4) Метод обратного рассеяния (рефлектометра). С помощью рефлектометра сигнал направляется в измеряемую линию и фиксируется на экране отражённый сигнал. При этом становятся видны все неоднородности и нарушения в волокне вследствие изменения в этих точках коэффициента отражения (рис.12.4).

Рис.12.4. Измерение с помощью рефлектометра

12.2. Измерение дисперсии

Измерение представляет трудности. Одним из способов является так называемый челночно-импульсный метод. Измерение производится после многократного прохождения сигналом длины участка и отражения от зеркал, установленных в начале и в конце линии (рис. 12.5).