頻率編碼光纖時域反射儀的製作方法
2023-05-11 07:20:21
頻率編碼光纖時域反射儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頻率編碼光纖時域反射儀包括光源、第一光纖耦合器、聲光調製器、射頻信號發生器、光纖放大器、光迴旋器、第二光纖耦合器、平衡探測器和數據採集卡。通過對光脈衝進行頻率調製，使得空間解析度不受光脈衝持續時間的限制，空間解析度不再取決於脈衝的寬度，而取決於探測脈衝的頻率調製範圍。以達到同時實現高空間解析度和長探測距離的目的。
【專利說明】頻率編碼光纖時域反射儀
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光纖傳輸測量領域，具體地，涉及一種頻率編碼光纖時域反射儀。【背景技術】
[0002] 光時域反應儀 OTDR(Coherent Optic Time Domain Reflectometry)是測量光纖 傳輸特性的測量儀器，現已經廣泛應用在光纖通信系統中，利用光纖的背向瑞利散射光等 信號，以測量光纖的衰減、損耗和反射等特性。作為一種非破壞性的光纖測量技術，0TDR可 測量整個光纖鏈路的衰減並提供與長度有關的衰減細節，具體表現為探測、定位和測量光 纖鏈路上任何位置的事件。
[0003] 現有的0TDR技術中，探測距離和空間解析度是一對相互制約的矛盾，為了實現高 空間解析度，需要減小脈衝的持續時間，這就降低了光脈衝的能量，導致測量距離的縮短。 現有的0TDR技術已經分別實現了上千公裡的探測距離和1米的空間解析度，但是這兩個參 數不能夠同時實現。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在於，針對上述問題，提出一種頻率編碼光纖時域反射儀，以實 現兼備高空間解析度和長探測距離的優點。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：
[0006] 一種頻率編碼光纖時域反射儀，包括光源、第一光纖耦合器、聲光調製器、射頻信 號發生器、光纖放大器、光迴旋器、第二光纖耦合器、平衡探測器和數據採集卡，從所述光源 發出的光經過第一耦合器後分為兩束，一束光經過聲光調製器，變為帶有頻率編碼的脈衝 信號，然後該脈衝信號經過光纖放大器後作為探測脈衝信號，該探測脈衝信號經光迴旋器 進入待測光纖，從待測光纖散射回的光經過光迴旋器進入第二光纖耦合器，並在第二光纖 耦合器與光源發出的另一束光發生幹涉，從第二光纖耦合器輸出的光進入平衡探測器轉換 為電信號，該電信號經過數據採集卡變成數位訊號，所述數據採集卡內置A/D轉換電路，所 述聲光調製器由射頻信號發生器驅動。
[0007] 本實用新型的技術方案具有以下有益效果：
[0008] 本實用新型技術方案通過對光脈衝進行頻率調製，使得空間解析度不受光脈衝持 續時間的限制，空間解析度不再取決於脈衝的寬度，而取決於探測脈衝的頻率調製範圍。與 現有的0FDR相比較，本技術方案中的光脈衝頻率調製持續時間短，小於光在待測光纖的往 返時間，降低了測量過程中相位噪聲的積累，因此其測量範圍可以超過光源的相干長度，而 保持空間解析度不變。達到同時實現高空間解析度和長探測距離的目的。
[0009] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型實施例所述的頻率編碼光纖時域反射儀原理框圖；
[0011] 圖2為經過調製的信號示意圖；
[0012] 圖3為光纖上不同位置反射的探測光與本地振蕩光的頻差曲線示意圖；
[0013] 圖4a至圖4d為本實用新型實施例所述的頻率編碼光纖時域反射儀驗證實驗數據 的曲線圖。
【具體實施方式】
[0014] 以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優 選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0015] 如圖1所示，一種頻率編碼光纖時域反射儀，包括光源、第一光纖耦合器（CP1)、聲 光調製器（AOM)、射頻信號發生器（RFSG)、光纖放大器（EDFA)、光迴旋器（CIR)、第二光纖耦 合器、平衡探測器（BPD)和數據採集卡，從光源發出的光經過第一耦合器後分為兩束，一束 光經過聲光調製器，變為帶有頻率編碼的脈衝信號，然後該脈衝信號經過光纖放大器後作 為探測脈衝信號，該探測脈衝信號經光迴旋器進入待測光纖（FUT)，從待測光纖散射回的光 經過光迴旋器進入第二光纖耦合器（CP2)，並在第二光纖耦合器與光源發出的另一束光發 生幹涉，從第二光纖耦合器輸出的光進入平衡探測器轉換為電信號，該電信號經過數據採 集卡變成數位訊號，數據採集卡內置A/D轉換電路，聲光調製器由射頻信號發生器驅動。轉 換後的數位訊號在PC內經過數據處理，得到FUT的散射曲線。
[0016] 頻率編碼光纖時域反射儀的工作方法，射頻信號發生器發出的射頻信號在時間上 是脈衝信號，並且其頻率在脈衝持續時間內線性變化，因此，光信號經過聲光調製器後強度 受到調製，變成脈衝信號，脈衝持續時間為T P ;與此同時，光信號的頻率也發生線性變化， 其改變量等於射頻信號發生器的頻率，光脈衝的表達式為：
【權利要求】
1. 一種頻率編碼光纖時域反射儀，其特徵在於，包括光源、第一光纖耦合器、聲光調製 器、射頻信號發生器、光纖放大器、光迴旋器、第二光纖耦合器、平衡探測器和數據採集卡， 從所述光源發出的光經過第一耦合器後分為兩束，一束光經過聲光調製器，變為帶有頻率 編碼的脈衝信號，然後該脈衝信號經過光纖放大器後作為探測脈衝信號，該探測脈衝信號 經光迴旋器進入待測光纖，從待測光纖散射回的光經過光迴旋器進入第二光纖耦合器，並 在第二光纖耦合器與光源發出的另一束光發生幹涉，從第二光纖耦合器輸出的光進入平衡 探測器轉換為電信號，該電信號經過數據採集卡變成數位訊號，所述數據採集卡內置A/D 轉換電路，所述聲光調製器由射頻信號發生器驅動。
【文檔編號】G01M11/02GK204202852SQ201420658672
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】何祖源, 劉慶文, 樊昕昱, 杜江兵, 馬麟 申請人:無錫聯河光子技術有限公司