[发明专利]一种光纤光栅追踪器与光纤线路故障检测方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及光通信领域，具体涉及一种光纤光栅追踪器与光纤线路故障检测方法。

【背景技术】

光纤光栅是一种光纤无源器件，实际上就是一段光纤，其纤芯中具有折射率周期性变化的结构，或称作光纤芯内的布拉格反射器。它利用光纤材料的紫外光敏性，通过双光束干涉法和相位掩模法等方法，从侧面将裸纤暴露在紫外光束的干涉图案下，将干涉图案写入到光纤内，在纤芯内部形成空间相位光栅。当具有一定频谱宽度的光信号经过光纤光栅后，特定波长的光波沿原路反射回来，其余波长的光信号则直接透射出去。根据模耦合理论，λB=2 nΛ的波长就被光纤光栅所反射回去（其中λB为光纤光栅的中心波长，Λ为光栅周期，n为纤芯的有效折射率）。反射的中心波长信号λB，跟光栅周期Λ，纤芯的有效折射率n有关。其反射波长λ随外界温度，应力等因素的变化而变化；

光纤光栅属于反射型工作器件，当光源发出的连续宽带光通过传输光纤射入时，它与光场发生耦合作用，对该宽带光有选择地反射回相应的一个窄带光，并沿原传输光纤返回；其余宽带光则直接透射过去。

光纤光栅具有抗电磁、抗腐蚀、耐高温、不带电量、不产生热量、防燃、防爆、重量轻、体积小、能在有害或危险环境中安全运行等优点，随着社会信息需求的急剧增长，光通信作为信息领域的主要支拄之一，也不断地受到新的挑战，要求其不断更新和进步，以适应信息社会的迅猛发展。光纤光栅已经应用于光通信领域的激光光源、光放大器、光信号处理、波分复用、光上下路和光滤波等方面：用光纤光栅可以制造大功率光纤激光器、窄带激光器和可调谐激光器；用光纤光栅可以制作增益平坦滤波器，用于EDFA的增益均衡；用光纤光栅可以制作光纤色散补偿器；用光纤光栅可以制造优势明显的密集波分复用器和网络上/下路器；用光纤光栅可以实现超窄带滤波等。

光纤网络中，光纤的损伤和故障定位主要依靠的是光时域反射技术（Optical Time Domain Reflection, OTDR），其原理类似现在的超声倒车雷达。

根据电磁场理论可知，由于光纤纤芯介质材料密度的微观变化和成分起伏等因素的影响，入射光子与介质分子相互作用，除产生与入射光同频的瑞利散射外，由于介质的非线性效应，入射光子与分子还发生非线性碰撞。在非弹性过程中光子与分子之间发生能量交换，光子不仅改变了运动的方向，同时光子的部分能量传递给分子，或者分子振动和转动的能量传递给光子，从而改变光子的频率。这一过程称为拉曼散射。

当光脉冲沿光纤传输时，在光纤的每一点都会产生瑞利散射，该散射是各向同性的，其中一部分将沿光纤返回。如果从光脉冲进入光纤时开始计时，则不同时刻t在注入端收到的散射回波信号便表征着该信号是由距注入端为L处的光纤所产生：

L=ct2n]]>

式中 t 为光脉冲返回点的时间，L为发生散射的光纤的位置，c为真空中的光速，n为光纤纤芯的折射率。

从式上式可以看出，光纤一旦确定，其折射率也就确定了，光在光纤中的传播速度也就随之确定，传输速度是20万公里每秒，加上是来回时间，从而实现OTDR技术对光纤网络的空间定位。这种光纤损伤和故障定位方法是目前光网络的唯一检测方法，但只能适用于单根光纤，若网络中存在光纤分路，则OTDR就不能进行支路光纤的损伤和故障定位了。

【发明内容】

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种光纤光栅追踪器与光纤线路故障检测方法，以达到在具有光分路器的光通信网中能够检测光分路器至各光纤支路的故障的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种光纤光栅追踪器。

一种光纤光栅追踪器，包括第一插芯、第二插芯、光纤光栅和连接件，所述连接件具有通孔，所述第一插芯插入所述通孔的一端，所述第二插芯插入所述通孔的另一端，所述第一插芯和第二插芯之间存在间隔，所述光纤光栅在所述通孔内且在所述间隔内，所述通孔内的空间内填充有防水材料。

优选地，所述防水材料是硅油。

优选地，所述在通孔内的第一插芯的端面设有利于光纤插入第一插芯的光纤腔的圆锥面，和/或所述在通孔内的第二插芯的端面设有利于光纤插入第二插芯的光纤腔的圆锥面。

为了达到上述目的，本发明提供了另一种光纤光栅追踪器。