[发明专利]一种光纤侧向散射信号的获取装置及探测方法

权利要求书

1.一种光纤侧向散射信号的获取装置，其特征在于，包括：

信号采集装置(1)，用于采集光纤通信中的传输信号的散射光；

所述的信号采集装置(1)包括面板模块(16)、及安装在该面板模块(16)上的凹面反射镜(5)、光纤夹具(6)和光电倍增模块(7)；所述的光纤夹具(6)设有V型槽，供去除涂覆层和包层的光纤(14)嵌入；所述的光纤夹具(6)置于所述的凹面反射镜(5)和光电倍增模块(7)之间，且所述的凹面反射镜(5)的镜面、光纤(14)和光电倍增模块(7)的探测镜头端面平行，所述的凹面反射镜(5)的焦距f₁等于其与光电倍增模块(7)的探测镜头端面的距离；

环境光底噪隔绝装置(2)，用于覆盖所述的信号采集装置(1)，使信号采集装置(1)处于一个隔光隔音的封闭环境中；

数据处理平台(3)，用于接收信号采集装置(1)传输的模拟信号，处理后输出数字信号；

信号恢复输出端(4)，用于接收数据处理平台(3)传输的数字信号，并输出整形的数字信号。

2.根据权利要求1所述的光纤侧向散射信号的获取装置，其特征在于，所述的凹面反射镜(5)将散射方向为光电倍增模块(7)异端的散射光(15)反射汇集于光电倍增模块(7)的光信号接收面，该光电倍增模块(7)将收集到的光强时间信号转换为模拟电平信号(12)输入至数据处理平台(3)。

3.根据权利要求1所述的光纤侧向散射信号的获取装置，其特征在于，所述的环境光底噪隔绝装置(2)由一个五面密闭连接的壳体构成，该壳体的底部可盖扣在所述的面板模块(16)上，壳体上设有供光纤(14)和光电倍增模块(7)的探测镜头通过的安装孔，该安装孔周边设有铰链(8)、合页(9)和磁性条(10)。

4.根据权利要求3所述的光纤侧向散射信号的获取装置，其特征在于，在所述的壳体底部周缘设有卡扣(11)，用于与所述的面板模块(16)的安装和拆卸。

5.根据权利要求1所述的光纤侧向散射信号的获取装置，其特征在于，所述的数据处理平台(3)对探测的模拟信号(12)智能化计算出0/1信号判定阈值，所述的信号恢复输出端(4)对以上信息运算后输出整形的数字信号。

6.利用权利要求1-5任一所述的光纤侧向散射信号的获取装置进行信号探测的方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：

步骤1)初始化安装：选取光纤(14)的探测点，使用化学或物理方法去除光纤(14)的涂覆层和包层，并固定在光纤夹具(6)的V型槽内，光纤(14)与光电倍增模块(7)的探测镜头端面保持平行，探测点处被环境光底噪隔绝装置(2)隔离；

步骤2)光纤散射信号的收集：当光纤通信过程中，散射光信号(15)从探测点逸出，与光电倍增模块(7)方向相背的散射光(15)信号由凹面反射镜(5)反射汇聚于光电倍增模块(7)的光信号接收面；

光电倍增模块(7)的探测镜头端面直径为l₀，光纤(14)纤芯直径为d₀，光电倍增模块(7)与光纤(14)纤芯的距离为d，则散射光的收集效率e1为：

在使用凹面反射镜(5)对异端散射光(15)信号进行反射汇聚后，探测效率e2为：

l₁为凹面反射镜(5)的直径，f为凹面反射镜(5)的焦距；

步骤3)信号的整形输出：光电倍增模块(7)将收集到的光强信号转化为电平信号W，形成与光强相关的模拟波形，数据处理平台(3)通过对模拟波形的计算，得出高电平阈值V_H与低电平阈值V_L，模拟电平经过两个阈值的整形输出整形后的数字信号D，公式如下：

式中，V₁为电平信号W最高电平值，V₂为最低电平值；

if W≥V_H,D＝1

if W≤V_L,D＝0。