[发明专利]一种光纤特征参数测量仪器

说明书

本发明公开了一种光纤特征参数测量仪器。本发明包括一个激光器、两根单模光纤、两个光纤准直器，两个光纤耦合器、两个分束器，两个相位板、若干待测光纤，一个旋转多普勒效应发生器、一个光电探测器。激光器产生的激光由单模光纤输出，准直后被分束器分成两路，一路经过相位板调制后，再耦合到待测光纤中，待测光纤的输出光与另外一路经相位板调制成某个指定模式后的光合成为一束光束，合成的光束入射到旋转多普勒效应发生器变成散射光并且发生不同的频移，最后滤出该散射光基模由光电探测器检测，通过分析光电探测器收集的能量曲线能分析出光纤所支持的模式的传播常数、损耗以及其它特征参数。本发明具有易操作，分析全面等优点。

技术领域

本发明属于光纤特征参数测量技术领域，更具体地，涉及一种基于旋转多普勒效应的光纤特征参数测量技术。

背景技术

光纤已经广泛的应用于各个方面，比如光通信、传感、光学器件等。因此分析光纤的特征参数是一项很重要的基本需求。随着大容量光纤通信技术的发展，光纤媒介已经从传统的单模光纤传输逐步发展为基于模式复用的少模光纤等新型光纤载体。一般情况下分析少模光纤的特征参数就是要分析光纤所支持的本征模的各种性能参数，比如损耗，色散等等。传统的分析光纤特征参数的方法主要是通过输入某个单一模式脉冲，再根据输出端的功率和延时量来测量损耗和色散，或者通过设计高阶模和基模的拍频效应来测量延时量，传统的方法需要逐个模式的测量，在待测模式比较多的情况下，操作比较繁琐、耗时。考虑到光纤的广泛应用，发展一种简单、系统、省时的光纤特征参数测量仪器是很必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于旋转多普勒效应的光纤特征参数测量仪器，可以一次性地测量出待测光纤在某个波长所支持的各种本征模的传播常数和损耗，克服现有技术存在的操作繁琐、功能单一、耗时较长等问题。

本发明提出的一种光纤特征参数测量仪器，包括激光器，第一、第二单模光纤，第一、第二光纤准直器，第一、第二分束器，第一、第二相位板，第一、第二光纤耦合器，旋转多普勒效应发生器和光电探测器；其中：

所述的第一单模光纤、第一光纤准直器和第一分束器依次设置在激光器的输出光路上，第一单模光纤用于将激光器产生的激光输出，经第一光纤准直器准直后耦合到自由空间，第一分束器用于将接收到的第一光纤准直器输出的准直光分成两路；

所述的第一相位板设置在第一分束器的其中一条输出光路上，用于给输入的光束加载上一个空间相位调制，将该路光束调制成某个指定的模式，要求该模式在待测光纤的本征模式范围之外，作为参考光；

所述的第二相位板设置在第一分束器的另外一条输出光路上，用于将该路光束调制成待测光纤本征模的叠加态，使其可以有效地激励出待测光纤中的各种本征模；

所述的第一光纤耦合器与待测光纤和第二光纤准直器依次设置在第二相位板的输出光路上，第一光纤耦合器的作用是将第二相位板的输出光耦合到待测光纤中，用于激发待测光纤中的各种本征模；第二光纤准直器用于将待测光纤的输出光向第二分束器耦合；

所述的第二分束器的两个输入端分别设置在第一相位板和第二光纤准直器的输出光路上，用于将这两路光束合成一路光束；

所述的旋转多普勒效应发生器设置在第二分束器的输出光路上，用于使不同的入射光模式转换成基模，并且发生相应的频移；不同的入射模式，产生的频移不同；

所述的第二光纤耦合器、单模光纤、光电探测器依次设置在旋转多普勒效应发生器的输出光路上，第二光纤耦合器用于将旋转多普勒效应发生器的输出光耦合到第二单模光纤中，第二单模光纤用于将旋转多普勒效应发生器的输出光中的基模筛选出来；