[发明专利]基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法

说明书

本发明提供了一种基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法，其包括以下步骤：步骤一，信号发生器产生两路同样的触发信号，一路接到激光器用于产生窄脉冲激光，另一路接到时间相关光子计数卡的开始端用于标记激光飞行的起始时间；步骤二，窄脉冲激光经过掺饵光纤放大器和衰减器控制增益系数后，再经过滤波处理之后接入到环形器的输入端；步骤三，环形器的公共端接到待测光纤，光脉冲在待测光纤中产生的回返光经过环形器的输出端传到单光子探测器等。本发明提高了光纤的探测距离，并能够在外部调节控制注入到待测光纤的入射光功率，能够同时满足近、中、远程光纤测试需求，提高了OTDR的动态范围，提高了精度与工作效率。

技术领域

本发明涉及一种光纤断点定位及长度测量方法，具体地，涉及一种基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法。

背景技术

光时域反射仪(OTDR)是光纤通信系统中用于光纤光缆生产、施工、维护测试以及抢修的必不可少的测试仪器。OTDR根据背向散射法，将窄脉冲光注入待测光纤，脉冲光在遇到连接器、平滑镜截面、光纤终点等时会产生较强的菲涅尔反射光，在同一端检测回返的散射光，再根据激光飞行时间法即可精确计算目标的距离。随着待测光纤长度的增加，入射光及回返光传输损耗增加以致在光纤的同向端探测不到光纤远端返回的光信号，因此能否探测到经长距离传输衰减后的微弱信号光直接决定了OTDR的最大探测距离。

近年来，随着光通讯设备生产成本的逐年降低，基于光纤的以太网技术正在向通信网络传统的″最后一公里″渗透，光纤逐渐取代传统的双绞线，成为企业以及家庭接入英特网络的通道。最近兴起的量子通信技术也将用到长距离光纤进行通信。如何在生产、施工、使用、维护中检测光纤通路，是光纤应用领域中最广泛、最基本的一项专门技术。基于光时域反射原理的光纤测试以其非破坏性、仅需一端接入及直观快速的优点使其成为光纤光缆生产、施工、维护测试以及抢修中不可或缺的测试仪器。如何提高光纤的探测距离，进而在较少的探测次数下对光纤故障点进行快速准确的定位，是目前的光时域反射仪(OTDR)需要解决的一个重要问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法，其能够提高光纤的探测距离，并能够在外部调节控制注入到待测光纤的入射光功率，能够同时满足近、中、远程光纤测试需求，实现运用时间相关光子计数卡对激光飞行时间进行记录，提高OTDR的动态范围，提高精度与工作效率。

根据本发明的一个方面，提供一种基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，信号发生器产生两路同样的触发信号，一路接到激光器用于产生窄脉冲激光，另一路接到时间相关光子计数卡的开始端用于标记激光飞行的起始时间；

步骤二，窄脉冲激光经过掺饵光纤放大器和衰减器控制增益系数后，再经过滤波处理之后接入到环形器的输入端；

步骤三，环形器的公共端接到待测光纤，光脉冲在待测光纤中产生的回返光经过环形器的输出端传到单光子探测器，通过单光子探测器接收光纤背向散射光来对事件点进行定位；

步骤四，回返光信号由单光子探测器转化成可探测的电信号后接入到时间相关光子计数卡的结束端，从而测量光纤的长度。

优选地，所述基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法利用掺铒光纤放大器实现基于外部增益的激光放大且增益系数能够调控。

优选地，所述基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法使用的是频率为1GHz的高速单光子探测器。

优选地，所述基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法利用时间相关光子计数卡记录从发出激光触发信号开始到接收到回返光子的时间。

优选地，所述基于高速单光子探测器的光纤断点定位及长度测量方法采用1550nm波段的近红外激光。