【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤参数测量，尤其涉及一种空芯微结构光纤群速度测量方法。
技术介绍
1、空芯微结构光纤依靠光子带隙效应或反谐振等机制将光能量高效地限制在空气纤芯中传输，是自由空间光传输和介质光波导的理想结合，被视作光纤的又一次革命和下一代光通信的基石。空芯微结构光纤具有较高的光损伤阈值和非线性阈值，同时能够克服传统石英光纤的损耗和色散极限，故被广泛应用于高比特率光通信、高精度传感探测、气体非线性光学以及光与物质的相互作用等方面。群速度是空芯微结构光纤的重要参数之一，群速度越大，光纤导光性能越好。因此，精确测量空芯微结构光纤群速度对于光纤应用具有重要意义。
2、目前，对光纤模式群速度测量主要有三种方式。第一种采用飞行时间法进行测量，需要使用很长的空芯微结构光纤，受空芯微结构光纤衰减的影响较大，且具有较差的信噪比，导致群速度测量不准确。第二种采用光谱成像法进行测量，由于空芯微结构光纤中存在纤芯中的模式与表面模式的强耦合或纤芯中的模式耦合到包层造成模式泄露，增加了损耗且导致模式难以区分，造成群速度测量不准确。第三种采用低相干法进行测量，只适用于长度较短(小于几米)的光纤测量。
3、与依靠纤芯和包层界面处全反射实现实心纤芯导光的传统阶跃型光纤不同，空芯微结构光纤根据其导光机制的不同分为空芯光子带隙光纤和空芯反谐振光纤。空芯光子带隙光纤的包层采用周期性排列的空气孔阵列构成光子带隙，使特定频率范围的光被限制在空气纤芯中高效传输。空芯反谐振光纤的包层由单层的多个负曲率的空气管构成，通过光在包层薄壁的反射，使远离谐振频率的
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种空芯微结构光纤群速度测量方法。
2、本专利技术解决所述技术问题采用如下的技术方案：
3、一种空芯微结构光纤群速度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
4、第一步：将空芯微结构光纤的一端与第二单模光纤的一端熔接，空芯微结构光纤的另一端与第一单模光纤的一端进行纤芯对齐，第一单模光纤的另一端与光频域反射计连接；
5、第二步：光频域反射计发出探针光，探针光沿着第一单模光纤、空芯微结构光纤以及第二单模光纤传输，并在相邻光纤的连接处或第二单模光纤末端发生菲涅尔反射，通过光频域反射计获取空芯微结构光纤与第二单模光纤熔接处或第二单模光纤末端的离散的菲涅尔反射峰；所有菲涅尔反射峰经过光频域反射计解调，得到每个菲涅尔反射峰对应的测点数；根据光强最大的菲涅尔反射峰对应的测点数n，利用式(1)计算实验拍频
6、
7、式中，fs是光频域反射计的实际采样速率，n是光频域反射计解调得到的总测点数；
8、第三步：根据式(2)计算理论拍频
9、
10、式中，是第一单模光纤产生的拍频，是空芯微结构光纤产生的拍频；是第二单模光纤产生的拍频，γ是扫频光源的扫频速率，τs是第一单模光纤的群时延，τf是空芯微结构光纤的模式群时延，τe是第二单模光纤的群时延；是第一单模光纤和第二单模光纤的群折射率，是空芯微结构光纤的模式群折射率，ls是第一单模光纤的长度，lf是空芯微结构光纤的长度，le是第二单模光纤的长度，c是真空光速；
11、令实验拍频与理论拍频相等，联立式(1)和(2)，得到空芯微结构光纤的模式群时延τf和模式群折射率
12、根据式(3)计算空芯微结构光纤某个模式的群速度
13、
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术针对现有方法准确测量空芯微结构光纤群速度难的问题，提出一种空芯微结构光纤群速度测量方法，基于光频域反射计测量群速度，仅需将空芯微结构光纤与单模光纤熔接在一起，通过光频域反射计发射探针光即可完成群速度测量，操作简便，提高测量效率。
16、2、现有的飞行时间法使用的空芯微结构光纤长度较长，随着光纤长度增加，光纤损耗会增大，导致空芯微结构光纤群速度测量不准确。而本专利技术方法通过获取相邻光纤连接处的菲涅尔反射峰，再经过处理得到群速度，其测量精度不受空芯微结构光纤长度影响，测量的群速度更加准确。
17、3、采用的光频域反射计为全光纤探测系统，具有较高的信噪比，无需复杂的自由空间对准，探测分辨率高、精度高，进一步提高了测量准确度。
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1.一种空芯微结构光纤群速度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的空芯微结构光纤群速度测量方法，其特征在于，所述空芯微结构光纤为空芯光子带隙光纤。
【技术特征摘要】
1.一种空芯微结构光纤群速度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓露，罗明明，刘剑飞，马杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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