用于表征光纤的光学性质的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于表征光纤的光学性质的方法，用于确定光纤的一个或多个光学性质。更具体地，本方法在无需基于不同的测量设备进行实验测试的情况下提供用于评定多模光纤的解决方案。根据本发明专利技术，使针对被测光纤的大量手动(操作员)处理最小化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于确定光纤的光学性质的方法。此外，本专利技术涉及使用特定方法来确定光纤的一个或多个光学性质。另外，本专利技术涉及针对特定结构来选择光纤的方法，特别是选择要应用于所谓的带状电缆中的多模光纤(MMF)或者选择要应用于需要对由于光纤的弯曲所引起的衰减增加不太敏感的多模光纤(MMF)的结构中的多模光纤(MMF)。
技术介绍
标 题 为“Experimental Investigation of Variation ofBackscatteredPower Level with Numerical Aperture inMultimode Optical Fibers”，ElectronicsLetters，Vol.18，pp.130-132，1982的科学文献公开了用于确定背向散射功率水平随着数值孔径(NA)如何变化的实验。该文献教导了渐变折射率光纤与阶梯折射率光纤相比对这些变化更加敏感。通过将NA不同的光纤拼接到一起、测量背向散射水平的相应变化并且生成损耗曲线和参数波动曲线这两个曲线来进行这里所公开的实验。所获得的结果表明数值孔径变化伴随有瑞利(Rayleigh)散射变化。JP2008203184涉及一种用于评价通过从传输路径的两端进行双向光学时域反射仪(OTDR)测量所获得的光纤的特性的方法、设备和程序。JP3120437涉及一种用于测量光波导的应变的方法，其中在该光波导中，参考光纤和测试光纤彼此连接并且OTDR测试仪器连接至光纤的侧面。通过根据光纤(t)的偏移和测量得到的布里渊(Brillouin)频移进行特定算法来求出光纤的应变。JP11287741涉及一种用于测量光纤的最大理论数值孔径的方法。光纤带用于使用高数据速度的数据通讯应用。使用相对较低的速度，通过在多个玻璃光纤上进行并行传输来获得有效的高数据速度。然而，在这种情况下，针对各光纤出现延迟时间，这可能导致各光纤通道之间的信号到达时间存在差异。这导致在各种光学玻璃光纤上的光脉冲之间出现发散(spreading)，其中该现象在实践中被称为“延迟失真(skew)”。延迟失真是光纤带内各通道之间信号传播时间的最大差。延迟失真是确定同步并行数据传输的最大速度的重要因素。以ps/m为单位来表示带延迟失真,其中该带延迟失真是来自带的各光纤之间每单位长度的最大延迟时间差。在大多数应用中，在被称为“去延迟失真”的接收器电子电路中提供针对带延迟失真的补偿。然而，去延迟失真的范围可能受到限制并且该电路还会导致附加成本。由于该原因，减轻带本身的延迟失真可以提供可观的成本节约。市售有延迟失真性能在〈10pS/m至〈lps/m范围内的低延迟失真带。带内的延迟失真基本上由于三个主要原因，即:A.各光纤的延迟时间差；B.由于带的各光纤中使用的光学系统的波长差异所引起的延迟时间差；以及C.由于带制造工艺所引起的各光纤的延迟时间差。在不考虑带制造工艺的影响的情况下，本专利技术人假定NA值公差是MMF(多模光纤)中的延迟时间差的最大原因。对于锗掺杂MMF，最大值约为15ps/m。针对延迟时间差的第二位影响在于在应用84(T860nm的总波长范围的情况下最大值约为2ps/m的光学信号源的波长变化。DMD(差分模式延迟)是延迟时间差的第三个原因，其中该DMD针对带宽非常低的MMF可以高达几ps/m,但可以通过应用高等级带宽MMF来进行最优化以降至0.lps/m或0.3ps/m。反之，lps/m的最大延迟时间差直接导致小于1%、即绝对值为2*10_3的所谓有效NA(NAeff)变化的最低限度要求。假定NA值为正态分布并且选择“+/-2 σ ”值作为极值的实际测量值，这样导致了约为2/4*10_3=0.5*10_3的最大统计方差。假设造成偏差的主要原因是测量不精确和工艺公差。通过应用所谓的远场扫描方法来测量NAeff值，其中在该远程扫描方法中，在适当注入条件的情况下对由850nm的LED进行照明的2m光纤试样的远场进行扫描。造成NAeff的固有变化的主要工艺影响在于:i)纤芯中心线处的锗掺杂浓度变化；以及ii)拉制引起的假定为小的NAeff值的变化。因而，光纤带中所使用的一组MMF的NA值是这种光纤带的延迟失真的指标。因而，可以使用一大批MMF的NA值来选择用于延迟失真低的光纤带的MMF。另外，MMF的NA值还是MMF的宏弯曲灵敏度的指标。将宏弯曲灵敏度定义为光纤在特定匝数内弯曲成特定弯曲半径的情况下引起的衰减或者以dB为单位的损耗。优选地，宏弯曲灵敏度低的MMF用在MMF以低半径弯曲的情形中、或者诸如在光纤带中等MMF展现出外部应力的情形中。为了确定可以用于确定一组光纤的延迟失真以及宏弯曲引起的衰减的、还被称为“飞行时间”的光纤性质延迟时间，需要特定测量设备以及大量操作员处理。NA或NAeff的测量也需要特定测量设备和大量操作员处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可靠且可重复的用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法。本专利技术的另一目的是提供一种用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法，其中在该方法中，避免了大量的手动操作员处理。本专利技术的另一目的是提供一种用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法，其中在该方法中，使测量设备的数量最少。本专利技术的另一目的是为了基于NA值进行光纤选择的目的而提供精确的NA测量。本专利技术的另一目的是提供如下一种方法，其中该方法允许在无需使用昂贵的专用设备的情况下，从库存中选择要应用于延迟失真要求低的特殊带状光缆中的MMF。因而，本专利技术人发现一种用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法，根据本专利技术，所述方法包括以下步骤:i)提供光学性质的值具有预期变化的多个光纤，ii)测量所述多个光纤的光学性质的值，iii)选择所述多个光纤其中之一作为参考光纤，iv)确定所述多个光纤相对于所述参考光纤的相对背向散射系数Rm1，v)使步骤ii)中所获得的数据与步骤iv)中所获得的数据相关联，以获得表示所述多个光纤的Rm1和光学性质的值之间的相关性的校准曲线，vi)测量其它光纤相对于所述参考光纤的Rm1，以及vii)基于步骤V)中所获得的校准曲线来确定所述其它光纤的光学性质的值。在前述方法中，可以重复步骤vi)和vii)以确定更大批量的光纤的光学性质的值。与现有的测量方法相比，前述方法已得到可重复且成本低的方法。另外，与用于测量这些光学性质的标准方法相比，测量设备的数量大幅减少。在本方法中，优选使用OTDR测量来确定一个或多个光纤光学性质。因而，本方法涉及根据OTDR背向散射轨迹来确定Rrel (相对背向散射系数)，并且使用该Rrel连同校准曲线一起确定被测光纤的光纤性质。这些性质为NA(数值孔径)、延迟时间和宏弯曲引起的衰减。在现有技术中，这些参数的确定需要特定测量设备(而非0TDR)以及大量操作员处理。根据本方法的实施例，优选从NA、延迟时间、宏弯曲引起的衰减或它们的组合中选择光学性质。在本专利技术的第一典型实施例中，通过在光纤中应用具有特定弯曲半径的弯曲、随后测量光信号的宏弯曲引起的衰减来确定根据步骤ii)的光学性质宏弯曲引起的衰减。 在本专利技术的第二典型实施例中，通过对经过具有准确的已知长度的光纤的激光脉冲进行飞行时间(TOF)测量来确定根据步骤ii)的光学性质延迟时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：i)提供光学性质的值具有预期变化的多个光纤，ii)测量所述多个光纤的所述光学性质的值，iii)选择所述多个光纤其中之一作为参考光纤，iv)确定所述多个光纤相对于所述参考光纤的相对背向散射系数，v)使步骤ii)中所获得的数据与步骤iv)中所获得的数据相关联，以获得表示所述多个光纤的相对背向散射系数和所述光学性质的值之间的相关性的校准曲线，vi)测量其它光纤相对于所述参考光纤的相对背向散射系数，以及vii)基于步骤v)中所获得的校准曲线来确定所述其它光纤的所述光学性质的值。

【技术特征摘要】
2011.12.15 NL 20079761.一种用于确定光纤的一个或多个光学性质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: i)提供光学性质的值具有预期变化的多个光纤， ii)测量所述多个光纤的所述光学性质的值， iii)选择所述多个光纤其中之一作为参考光纤， iv)确定所述多个光纤相对于所述参考光纤的相对背向散射系数， V)使步骤ii)中所获得的数据与步骤iv)中所获得的数据相关联，以获得表示所述多个光纤的相对背向散射系数和所述光学性质的值之间的相关性的校准曲线， vi)测量其它光纤相对于所述参考光纤的相对背向散射系数，以及 vii)基于步骤V)中所获得的校准曲线来确定所述其它光纤的所述光学性质的值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对多个光纤重复步骤vi)和步骤vii)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从数值孔径、延迟时间、宏弯曲引起的衰减或者它们的组合中选择所述光学性质。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光学性质...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·J·阿赫滕，
申请(专利权)人：德拉克通信科技公司，
类型：发明
国别省市：