[发明专利]一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法

权利要求书

1.一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：重定义耦合模理论的耦合模方程；

步骤二：假设相位函数的其余随机部分是平稳的，且统计平均为零，计算平均功率；

步骤三：对平均功率转换变量并进行改写；

步骤四：得到纵向变化的功率耦合系数；

步骤五：求得平均功率耦合系数；

步骤六：根据耦合模返程得到串扰，检测时实时检测串扰公式模型的已知量并通过串扰公式计算得到光纤的串扰。

2.按照权利要求1所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤一具体为

由已知的耦合功率方程知

式中，P为纤芯m的平均功率，h_mn为功率耦合系数；为了表示纵向变化，定义本地传播常数差△β'_mn，

△β_mn＝β_m-β_n (28-3)

重定义耦合模理论的耦合模方程为

3.按照权利要求1所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤二具体为

假设相位函数的其余随机部分是平稳的，且统计平均为零，δf(z)＝0，利用式(29)在z＝0是平均功率可得

化简为

4.按照权利要求1所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤三具体为

转换变量ζ＝ξ-η，可得

相位函数的随机部分δf是一个平稳随机过程，它有一个自相关函数R(ζ)＝δf(η+ζ)δf^*(η)，方差为1，式(32)的第一个积分得到了光纤长度z，而自相关函数只对相关长度的阶数有贡献，因此式(32)重写为

5.按照权利要求1所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤四具体为

纵向变化的功率耦合系数，其中功率谱密度S(△β′_mn)是自相关函数的傅里叶变换；

自相关函数采基于指数型的自相关函数，其功率耦合系数为

这是一个洛伦兹函数的傅里叶变换。

6.按照权利要求5所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤五具体为

为了避免耦合功率方程的数值解，功率耦合系数在扭距上的平均值为

将式(34)带入式(35)中可得平均功率耦合系数为

其中

7.按照权利要求2所述的一种基于耦合功率理论的多芯光纤串扰检测方法，其特征在于：所述步骤六具体为

根据式(27)耦合功率方程，可以得到串扰为

在串扰很小的情况下，表示为