The invention provides an optical fiber time domain reflector based on a very low noise near infrared single photon detection system. It is characterized by: pulse generator 1, light source 2, three-port optical fiber loop 3, spectrometer 4, near infrared single photon detector array 5, avalanche event detection circuit array 6, logic and gate circuit 7, signal processing module 8 and measured optical fiber 9. The invention can be used for low noise, large dynamic range and high precision optical fiber time domain reflection measurement. It can be widely used in the measurement of optical fiber characteristics such as physical defects, fracture location, joint loss and location, and optical fiber length in the field of telecommunications and sensing.
【技术实现步骤摘要】
基于极低噪声近红外单光子探测系统的光纤时域反射仪(一)
本专利技术涉及的是一种基于极低噪声近红外单光子探测系统的光纤时域反射仪系统,可用于电信及传感领域中光纤特性如物理缺陷,断裂位置,接头损耗和位置以及光纤长度的测量,属于光纤传感
(二)
技术介绍
基于光学时域反射法(OTDR)的光纤时域反射仪是一种常见的测量仪器,它利用光在光纤中的背向反射和散射原理,可以在不破坏光纤的情况下对光纤的物理缺陷,断裂位置,接头损耗和位置以及光纤长度进行测量。光纤时域反射仪是光纤通信以及光缆施工中必不可少的测量工具,被广泛应用于相关系统的检测与维护。经典的OTDR系统的光探测系统是基于线性光电探测器,如PIN光电二极管或线性雪崩光电二极管(Linear-APDs)。受制于所使用的光电探测器的灵敏度,响应度以及其本身较大的暗电流和热噪声,基于线性光电探测器的OTDR系统的可测动态范围和测量精度受到局限。为了进一步提升性能,研究人员提出并验证了基于单光子探测器的OTDR系统。相比基于线性光子探测器的OTDR系统,得益于所用探测器的极高灵敏度(探测器内部增益相比传统探测器有着3-4个量级的提升),基于单光子探测器的OTDR系统有着更大的动态范围,更高的精度,可探测更远的距离,同时没有所谓的盲区。现有的基于单光子探测器的OTDR系统主要有三种:(1)基于超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的OTDR系统;(2)基于上转转换模块和硅基单光子探测器的OTDR系统;(3)基于近红外单光子探测器(基于锗(Germanium),铟镓砷(InGaAs)或者铟镓砷/磷化铟(InGaAs/I ...
【技术保护点】
1.一种基于极低噪声近红外单光子探测系统的光纤时域反射仪。其特征是:它由脉冲发生器1、光源2、三端口光纤环行器3、分光器4、近红外单光子探测器阵列5、雪崩事件检测电路阵列6、逻辑与门电路7、信号处理模块8及被测光纤9组成。所述系统中脉冲发生器1产生一个脉冲信号,这个脉冲信号一方面触发信号处理模块8使其开始记录时间,另一方面使得光源2发出脉冲光。光源2与三端口光纤环行器3的a端口相连,将脉冲光入射到三端口光纤环行器3中,从三端口光纤环行器3的b端口输出的脉冲光信号入射到待测光纤9中,脉冲光信号经过待测光纤9后得到后向散射光输入至三端口光纤环行器3中,光纤环行器3将后向散射光通过c端口输入至分光器4中,分光器4将后向散射光分为多路功率相同的光信号,分别输出到近红外单光子探测器阵列5中的各个单光子探测器中。近红外单光子探测器阵列5的后端连接一个雪崩事件检测电路阵列6。雪崩事件检测电路阵列6将近红外单光子探测器阵列5中被触发的雪崩事件转换为标准晶体管‑晶体管逻辑电平(TTL)信号,并且输出至逻辑与门电路7中。逻辑与门电路7对雪崩事件检测电路阵列6输出的TTL信号进行逻辑运算,结果输出至信号处理 ...
【技术特征摘要】
2018.07.26 CN 20181083059471.一种基于极低噪声近红外单光子探测系统的光纤时域反射仪。其特征是:它由脉冲发生器1、光源2、三端口光纤环行器3、分光器4、近红外单光子探测器阵列5、雪崩事件检测电路阵列6、逻辑与门电路7、信号处理模块8及被测光纤9组成。所述系统中脉冲发生器1产生一个脉冲信号,这个脉冲信号一方面触发信号处理模块8使其开始记录时间,另一方面使得光源2发出脉冲光。光源2与三端口光纤环行器3的a端口相连,将脉冲光入射到三端口光纤环行器3中,从三端口光纤环行器3的b端口输出的脉冲光信号入射到待测光纤9中,脉冲光信号经过待测光纤9后得到后向散射光输入至三端口光纤环行器3中,光纤环行器3将后向散射光通过c端口输入至分光器4中,分光器4将后向散射光分为多路功率相同的光信号,分别输出到近红外单光子探测器阵列5中的各个单光子探测器中。近红外单光子探测器阵列5的后端连接一个雪崩事件检测电路阵列6。雪崩事件检测电路阵列6将近红外单光子探测器阵列5中被触发的雪崩事件转换为标准晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)信号,并且输出至逻辑与门电路7中。逻辑与门电路7对雪崩事件检测电路阵列6输出的TTL信号进行逻辑运算,结果输出至信号处理模块8。信号处理模块8对脉冲发生器1产生的脉冲信号与逻辑与门电路7输出的TTL信号的时间间隔进行统计分析...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓仕杰,张文涛,苑立波,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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