【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，属于光纤通信。
技术介绍
1、光纤在光通信领域有着重要的应用，常做成光缆用作长距离传输。在光缆的安装和后期维护过程中，需要通过测试来判定光纤有没有缺陷，例如断点或明显的弯曲等，实芯光纤的断点通常是用光时域反射仪(optical time domain reflectometer，otdr)进行检测的。otdr是依据光的背向散射与菲涅耳反射原理，利用光在光纤中传播时产生的背向散射光来获取损耗信息，通过对测量曲线进行分析，来测量光纤损耗、接头损耗、光纤故障点定位以及检测光纤沿长度的损耗分布情况等，是光纤生产、铺设、检测、维修中必不可少的仪器，在光纤通信中扮演着非常重要的角色。随着空芯光纤的出现和发展，凭借其宽导光通带、低传输损耗以及能够使更高的光功率传输不受非线性及热光效应等问题影响的优势，成为实芯光纤在光通信领域有力的一种替代方案。然而空芯光纤是由空气芯进行导光的，其背向散射比实芯光纤低约40db，已经低于传统商业化otdr的探测极限。尽管利用光子计数型otdr可以探测到otdr信号，但强度仍然偏弱；以及通过在otdr链路中加放大器，也可以探测到otdr信号，但对放大过程产生的噪声也会随之增大，对测量信号产生干扰。ofdr技术也已被用于空芯光纤背向散射测量，测量精度较高，但不适用于长距离测量，且ofdr设备价格较高，不适合于光缆铺设的商用化场景使用。因此，对空芯光纤以及空芯光纤制成的光缆在安装使用过程中进行检测以及后期的维护成为一个亟待解决的问题。
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，它能通过光时域反射仪otdr来检测空芯光纤沿长度的受损断点情况，从而实现对空芯光纤以及空芯光纤制成的光缆在安装使用过程中进行检测以及后期的维护。
2、本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有外包层和内包层，所述的内包层由多反谐振层结构单元构成，所述的内包层包括有3个或3个以上多反谐振层结构单元，多反谐振层结构单元沿周向布设并与外包层内腔壁相接用以形成内腔中部的空气纤芯，其特征在于在内包层多反谐振层结构单元之间的空腔区域至少设置有1根实芯光纤，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相接。
3、按上述方案，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相切或/和相交。
4、按上述方案，所述的实芯光纤包括有芯层和包层，芯层和包层有折射率差，为二氧化硅石英光纤。
5、按上述方案，所述的实芯光纤芯层直径为2～8μm，外径为9～20μm。
6、按上述方案，所述的实芯光纤仅包含芯层，利用周围空腔区域形成包层，芯层为二氧化硅石英芯层。
7、按上述方案，所述的实芯光纤芯层直径为4－20μm。
8、按上述方案，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相交。
9、按上述方案，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相交时嵌入内腔壁的深度为0.5～5μm。
10、按上述方案，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相切。
11、按上述方案，所述内包层相邻多反谐振层结构单元之间的空腔区域设置有1根实芯光纤。
12、按上述方案，所述内包层每个相邻多反谐振层结构单元之间的空腔区域设置或交错设置1根实芯光纤。
13、按上述方案，所述多反谐振层结构单元为嵌套结构单元或连体管结构单元。
14、按上述方案，所述的嵌套结构单元包括有1层或1层以上不同半径的嵌套玻璃管。
15、按上述方案，所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆形嵌套玻璃管，各圆形嵌套玻璃管相切于一点，且与内腔壁相切。
16、按上述方案，所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃管，其中各圆弧嵌套玻璃管与内腔壁相交，各圆形嵌套玻璃管与内腔壁相切。
17、按上述方案，所述的连体管结构单元包括有玻璃管和安设在玻璃管内的连接片。
18、按上述方案，所述的玻璃管为异形(非圆形)截面玻璃管，所述的连接片为平直玻璃片。
19、按上述方案，所述的反谐振层玻璃管和多反谐振层玻璃的壁厚均满足反谐振反射条件，(其中t为壁厚大小，λm为谐振波长，m为反谐振层阶数，n为玻璃管折射率)。
20、按上述方案，所述的外包层直径为100-400μm，所述的内包层直径为50-150μm，所述的空气纤芯直径为10-80μm；所述的空芯光纤为二氧化硅石英空芯光纤。
21、本专利技术的有益效果在于：1、通过在反谐振空芯光纤中嵌入一定直径的实芯光纤，调整实芯光纤的直径大小和位置，使得反谐振空芯光纤的光学性能不受影响。当空芯光纤出现断点时，嵌入的实芯光纤也会出现受损或断裂，可使用otdr对空芯光纤的断点进行检测和定位，用以解决反谐振空芯光纤在光通信等长距离传输应用过程中，空芯光纤断点检测和定位困难的问题。由于空芯光纤的导模在纤芯空气中传输，不会泄漏到管与管之间的间隔中，因此将实芯光纤嵌入到确定参数的反谐振空芯光纤的间隔中时，对初始反谐振空芯光纤的损耗不会造成很大的影响，通过调整实芯光纤的尺寸和位置还可以将影响降到最小。2、在光纤空腔内设置实芯光纤尤其是设置多根实芯光纤可对空芯光纤进行多点多方位检测，提高检测精准度。3、本专利技术的反谐振空芯光纤，可以被制作成光缆或光电混合缆用于光通信中的长距离传输。本专利技术的新型反谐振空芯光纤，可以在光缆电缆的部署、安装过程中使用otdr、ofdr等测试装置对空芯光纤有没有明显的弯曲、断裂、缺陷进行检测，精简了检测步骤，提高了检测效率。同时当发生类似于洪水、地震、山体滑坡等自然灾害时，可以使用可视的光纤追踪器和故障定位器快速的对光纤故障进行定位，节省检测时间，提高维修维护速率，为重建提供便利。4、因为可视的光纤追踪器、故障定位仪以及otdr和ofdr等测试装置都是需要使用可见光进行测试的，而现有的空芯结构不一定传输可见光，因此本专利技术的嵌入实芯光纤的反谐振空芯光纤就克服了空芯光纤在长距离传输检测困难的问题，可以使用以上测量装置进行检测。为今后空芯光纤在长距离光通信方向的应用提供了更多的可能性。
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1.一种适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，包括有外包层和内包层，所述的内包层由多反谐振层结构单元构成，所述的内包层包括有3个或3个以上多反谐振层结构单元，多反谐振层结构单元沿周向布设并与外包层内腔壁相接用以形成内腔中部的空气纤芯，其特征在于在内包层多反谐振层结构单元之间的空腔区域至少设置有1根实芯光纤，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相接。
2.按权利要求1所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相切或/和相交。
3.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤包括有芯层和包层，芯层和包层有折射率差，为二氧化硅石英光纤。
4.按权利要求3所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤芯层直径为2～8μm，外径为9～20μm。
5.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤仅包含芯层，利用周围空腔区域形成包层，芯层为二氧化硅石英芯层。
6.按权利要求5所述的适于长距离分布式检
7.按权利要求2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相交。
8.按权利要求7所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相交时嵌入内腔壁的深度为0.5～5μm。
9.按权利要求2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相切。
10.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述内包层相邻多反谐振层结构单元之间的空腔区域设置有1根实芯光纤。
11.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述内包层每个相邻多反谐振层结构单元之间的空腔区域设置或交错设置1根实芯光纤。
12.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述多反谐振层结构单元为嵌套结构单元或连体管结构单元。
13.按权利要求12所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的嵌套结构单元包括有1层或1层以上不同半径的嵌套玻璃管。
14.按权利要求13所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆形嵌套玻璃管，各圆形嵌套玻璃管相切于一点，且与内腔壁相切。
15.按权利要求13所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃管，其中各圆弧嵌套玻璃管与内腔壁相交，各圆形嵌套玻璃管与内腔壁相切。
16.按权利要求12所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的连体管结构单元包括有玻璃管和安设在玻璃管内的连接片。
17.按权利要求16所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的玻璃管为异形截面玻璃管，所述的连接片为平直玻璃片。
18.按权利要求13或16所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的反谐振层玻璃管和多反谐振层玻璃的壁厚均满足反谐振反射条件，(其中t为壁厚大小，λm为谐振波长，m为反谐振层阶数，n为玻璃管折射率)。
19.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的外包层直径为100-400μm，所述的内包层直径为50-150μm，所述的空气纤芯直径为10-80μm；所述的空芯光纤为二氧化硅石英空芯光纤。
...【技术特征摘要】
1.一种适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，包括有外包层和内包层，所述的内包层由多反谐振层结构单元构成，所述的内包层包括有3个或3个以上多反谐振层结构单元，多反谐振层结构单元沿周向布设并与外包层内腔壁相接用以形成内腔中部的空气纤芯，其特征在于在内包层多反谐振层结构单元之间的空腔区域至少设置有1根实芯光纤，所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相接。
2.按权利要求1所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相切或/和相交。
3.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤包括有芯层和包层，芯层和包层有折射率差，为二氧化硅石英光纤。
4.按权利要求3所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤芯层直径为2～8μm，外径为9～20μm。
5.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤仅包含芯层，利用周围空腔区域形成包层，芯层为二氧化硅石英芯层。
6.按权利要求5所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤芯层直径为4－20μm。
7.按权利要求2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相交。
8.按权利要求7所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁相交时嵌入内腔壁的深度为0.5～5μm。
9.按权利要求2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述的实芯光纤与外包层的内腔壁沿纵向全部或部分相切。
10.按权利要求1或2所述的适于长距离分布式检测的反谐振空芯光纤，其特征在于所述内包层相邻多反谐振层结构单元之间的空腔区域设置有...
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