專利名稱：異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗(簡(jiǎn)稱熔接損耗)的測(cè)量系統(tǒng)，尤其涉及對(duì)異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗的測(cè)量。
背景技術(shù)：
我們知道，在光傳感、光纖激光器等各種光纖系統(tǒng)中，光纖的熔接損耗是影響系統(tǒng)性能的一個(gè)重要的因素。準(zhǔn)確測(cè)量熔接損耗對(duì)于評(píng)估和改進(jìn)光纖系統(tǒng)性能有著重要的作用。目前，對(duì)熔接損耗的檢測(cè)可通過光時(shí)域反射儀(OTDR)進(jìn)行，光時(shí)域反射儀是通過在光纖中傳輸光脈沖，以觀察反射光程度來判斷。由于光在熔接頭處不僅存在反射，還存在散射和吸收等，因此，僅通過測(cè)量反射光程度來確定熔接頭損耗與真實(shí)的損耗是有較大差異的， 同時(shí)測(cè)量精度也不夠高。對(duì)熔接損耗現(xiàn)有技術(shù)中還有通過損耗評(píng)估實(shí)現(xiàn)，其是通過從兩個(gè)方向觀察光纖，通過圖像識(shí)別和分析來確定包層和纖芯的偏移、變形、尺寸的變化和其他參數(shù)，使用這些參數(shù)來計(jì)算估計(jì)接頭的損耗，該種評(píng)估結(jié)果與真實(shí)熔接頭損耗仍有相當(dāng)大的差異。也可采用截?cái)喾绞絹頊y(cè)量，即先對(duì)一根完整光纖的光功率損耗進(jìn)行測(cè)量，然后將該光纖在中間切成兩段，并將兩斷點(diǎn)進(jìn)行熔接，通過讀取熔接前后光功率計(jì)數(shù)值，從而可計(jì)算出熔接損耗。其精度比上述兩種方法更高，但其僅適用于同種類型光纖的熔接損耗計(jì)算。上述各種方法的缺點(diǎn)是或者僅能對(duì)同種光纖的相互熔接點(diǎn)進(jìn)行損耗測(cè)量，或者測(cè)量估計(jì)精度不夠。而在各種光纖系統(tǒng)包括光纖激光器的研制中，往往是不同種光纖之間的熔接并需要精確測(cè)量其熔接損耗。本申請(qǐng)中，我們將技術(shù)參數(shù)不完全相同的兩種光纖熔接后的光纖定義為異種光纖，異種光纖的熔接損耗大小將影響光纖系統(tǒng)的性能，尤其是關(guān)鍵的熔接點(diǎn)，因此，如何準(zhǔn)確地獲得異種光纖的熔接損耗，對(duì)于光纖系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和開發(fā)具有重要的作用和意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能夠準(zhǔn)確地測(cè)量得到異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗的測(cè)量系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，它包括光源，其具有兩個(gè)，分別連接在兩根待測(cè)光纖的一端，所述的光源用于產(chǎn)生一定強(qiáng)度的光信號(hào)；光功率計(jì)，其具有兩個(gè)，分別連接在兩根待測(cè)光纖的另一端，所述的光功率計(jì)用于測(cè)量光功率大小；所述的光源與光纖、光功率計(jì)與光纖在熔接前和熔接后保持固定連接，光源的輸出功率保持恒定，通過分別讀取熔接前和熔接后光功率計(jì)的讀數(shù)，得到兩根待測(cè)光纖在直連情況下的光功率和交叉熔接后形成異種光纖的光功率值，以獲得光纖熔接點(diǎn)損耗的測(cè)量值。優(yōu)化地，所述的光源主要部件為半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、固體激光器或氣體激光器中的一種。所述的光功率計(jì)為光電探頭和熱光探頭類型的光功率計(jì)中的一種。進(jìn)一步地，當(dāng)待測(cè)光纖中有一根或兩根為雙包層光纖時(shí)，在相應(yīng)的雙包層光纖的兩側(cè)靠近端點(diǎn)處還分別設(shè)置有用于增加測(cè)量精度的包層功率剝離器。所述的兩根待測(cè)光纖在芯折射率、包層折射率、芯半徑、包層半徑、包層結(jié)構(gòu)、摻雜條件、制造商、批次等中的一種或多種方面不完全相同。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)當(dāng)需要檢測(cè)某一種熔接方式下兩種異種光纖的熔接損耗時(shí)，只需選取兩根相應(yīng)種類的光纖，搭建本測(cè)試系統(tǒng)，分別讀取該兩根光纖的直連光功率數(shù)值，然后再將兩光纖截?cái)嗖⑦M(jìn)行交叉熔接，按照同樣的方式讀取熔接后的光功率數(shù)值，那么該熔接點(diǎn)損耗就可由直連光功率和交叉熔接后光功率的數(shù)值通過簡(jiǎn)單計(jì)算獲得。該測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效，精度高，對(duì)廣泛應(yīng)用的不同種類的光纖熔接損耗都可以進(jìn)行有效的測(cè)量和估計(jì)，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工程開發(fā)、和產(chǎn)品制造都有著積極的作用。

附圖1為本實(shí)用新型中對(duì)兩根直連光纖損耗測(cè)量示意圖；附圖2為本實(shí)用新型中將兩根直連光纖截?cái)嗍疽鈭D；附圖3為本實(shí)用新型中對(duì)熔接后的兩根異種光纖損耗測(cè)量示意圖；附圖4為本實(shí)用新型異種光纖熔接損耗測(cè)量系統(tǒng)使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明本實(shí)施例異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗的測(cè)量系統(tǒng)，如圖4所示，其包括兩個(gè)光源1、 兩個(gè)光功率計(jì)2，每一個(gè)光源1與一個(gè)光功率計(jì)2為一組相結(jié)合使用。光源1用于產(chǎn)生并向光纖輸入光信號(hào)，光功率計(jì)2用于接收測(cè)量經(jīng)光纖傳輸后的光功率大小。本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)還可選擇地設(shè)置雙包層剝離器(Cladding Power Stripper) 3，所述的包層功率隔離器工作原理是先將雙包層光纖的聚合物外包層去除，然后再用高折射率聚合物對(duì)暴露內(nèi)包層的光纖區(qū)間進(jìn)行涂覆或包裹。包層功率剝離器的設(shè)置可保證纖芯的光信號(hào)仍然在纖芯傳輸，同時(shí)，光纖包層中的光信號(hào)在通過包層功率剝離器的時(shí)候，會(huì)發(fā)散到高折射率涂覆層中區(qū)，從而很多程度地衰減掉。所述的雙包層剝離器3的數(shù)量也取決于待測(cè)光纖。如待測(cè)光纖中有一根是雙包層光纖，那么需要2個(gè)包層功率剝離器；如果兩根光纖都是雙包層光纖，則總共需要4個(gè)包層功率剝離器。如果兩根光纖都是單包層光纖，則不需要包層功率剝離器。其設(shè)置在待測(cè)雙包層光纖的兩側(cè)，分別在靠近每個(gè)光源發(fā)生器1輸出側(cè)及光功率計(jì)2輸入側(cè)的位置。光源1主要部件可由半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、固體激光器、氣體激光器實(shí)現(xiàn)， 其輸出光信號(hào)可為窄帶或?qū)拵Ч庾V。光功率計(jì)2可選擇半導(dǎo)體探頭、熱光探頭等形式的光功率計(jì)。[0024]采用本測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行熔接損耗測(cè)量具體操作如下首先取兩根不同類型的光纖，在兩根光纖的一端分別連接光源，在兩根光纖的另一端分別連接光功率計(jì)，即完成測(cè)試系統(tǒng)的搭建。在整個(gè)測(cè)試過程中，保持光纖與光源的連接以及光纖與光功率計(jì)的連接不變，同時(shí)保持兩光源的光輸出功率不變。首先讀取兩根光纖直連時(shí)的光功率值；然后將兩根直連光纖截?cái)?，在斷點(diǎn)處進(jìn)行交叉熔接從而形成兩根異種光纖，此時(shí)再次讀取光功率數(shù)值。這樣即可計(jì)算獲得異種光纖熔接點(diǎn)損耗大小。下面將結(jié)合圖1至圖3詳細(xì)介紹如下如圖1，選取兩根光纖A和B，這兩根光纖A、B在芯折射率、包層折射率、芯半徑、包層半徑、摻雜、制造商、或批次中的一方面或多方面上略有不同，即光纖A、B為兩根不同類型的光纖。如光纖A為芯徑5um的單模光纖，光纖B為芯徑6. 2um單模光纖；或者光纖A為單包層光纖，光纖B為雙包層光纖。本實(shí)施例中，選擇光纖A、B位于同一側(cè)的端部分別與光源A和B連接，保持該連接，直到測(cè)試結(jié)束。光源A與光源B分別向光纖A、B輸入功率穩(wěn)定的光信號(hào)，光信號(hào)在相應(yīng)的光纖中傳輸。光纖A、B的另一端分別與功率計(jì)A、B相連接，保持該連接，同樣直到測(cè)試結(jié)束。從而可得到經(jīng)光纖及路徑損耗之后的光功率大小，本申請(qǐng)中稱為直連光功率值，分別為Ra、Rb。測(cè)量得到光纖A、B的直連光功率后，保持光纖A、B兩端與光源及功率計(jì)的連接不變，關(guān)斷光源(目的是防止切斷光纖時(shí)激光外漏，以及熔接時(shí)光源的激光干擾熔接機(jī)的觀察圖像)，將光纖A、B分別從中間截?cái)?，如圖2所示，從而光纖A分成A1、A2兩段，光纖B分成B1、B2兩段。分別將光纖A的Al段與光纖B的B2段相熔接，光纖B的Bl段與光纖A的A2段相熔接，如圖3所示，熔接后形成兩根異種光纖，熔接前的兩根光纖光信號(hào)輸入端是熔接后的異種光纖的信號(hào)輸入端，熔接前的兩根光纖的光信號(hào)輸出端是熔接后的異種光纖信號(hào)輸出端。開啟光源，此時(shí)光源A、B向兩種異種光纖輸入光信號(hào)，經(jīng)功率計(jì)A、B的讀數(shù)可測(cè)得熔接后的輸出光功率，該輸出光功率在本申請(qǐng)中定義為熔接光功率，分別為Ras、Rbs。對(duì)于光纖A、B熔接后的熔接點(diǎn)損耗即可由如下公式算得[(Ra+Rb)-(Ras+Rbs)]/2。具體分析原理如下首先設(shè)定光源A的光功率為Pa，光源B的光功率為Pb ；光纖A的前半段Al纖芯損耗為L(zhǎng)ossl，包含光源A與光纖Al的連接損耗、光纖A 前半段Al的傳輸損耗；后半段A2纖芯損耗為L(zhǎng)oss2，包含光纖A后半段A2的傳輸損耗、光纖A2和功率計(jì) A的連接損耗；光纖B的前半段Bl纖芯損耗為L(zhǎng)oss3，包含光源B與光纖Bl的連接損耗、光纖B 前半段Bl的傳輸損耗；后半段B2纖芯損耗為L(zhǎng)oss4，包含光纖B后半段B2的傳輸損耗、光纖B2和功率計(jì) B的連接損耗；光纖A的前半段Al與光纖B的后半B2的熔接損耗為L(zhǎng)ossl2 ；光纖B的前半段Bl與光纖A的后半段A2的熔接損耗為L(zhǎng)oss21 ；[0040]兩根光纖直連的時(shí)候，兩個(gè)功率計(jì)的讀數(shù)分別為Ra，Rb ；兩根光纖截?cái)嘟徊嫒劢右院螅瑑蓚€(gè)功率計(jì)的讀數(shù)分別為Ras，Rbs ；根據(jù)光路的結(jié)構(gòu)我們可以知道，在兩根光纖直連的時(shí)候，功率計(jì)測(cè)得的光功率就是光源的功率減去光路中的光纖損耗，也就是Ra = Pa-Lossl-Loss2 (1)Rb = Pb-Loss3-Loss4 (2)當(dāng)兩個(gè)光纖截?cái)嗖⒔徊嫒劢右院?，兩個(gè)功率計(jì)測(cè)得的功率就是新的光路上的光纖損耗加上熔接頭損耗，也就是Ras = Pb-Loss3-Loss2_Loss21 ； (3)Rbs = Pa-Lossl-Loss4_Loss12 ； (4)通過將式⑴、⑵、(3)、(4)進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減合并計(jì)算，可得到(Ra+Rb)-(Ras+Rbs) = Lossl2+Loss21 ；由于兩根異種光纖的接頭的不對(duì)稱性，一般地說Lossl2 Φ Loss21。因此我們將 Lossl2和Loss21的平均值作為該點(diǎn)的損耗估計(jì)值，即熔接損耗=[(Rl+R2)_(Rls+R2s)]/2，即對(duì)于異種光纖熔接，其熔接頭損耗大小為兩根直連光纖光功率之和減去兩根異種光纖交叉熔接光功率之和后差值的平均。本測(cè)量系統(tǒng)巧妙之處在于將光源與光纖、光纖傳輸、光纖與光功率計(jì)等多個(gè)損耗因素都進(jìn)行了歸并，不需要測(cè)量它們的實(shí)際數(shù)值，而是通過一定的測(cè)量方法把這些損耗進(jìn)行了扣除。將這些損耗扣除后，提高了熔點(diǎn)損耗測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)量方法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，而且在測(cè)量的過程中，不改變兩根光纖與光源及功率計(jì)的連接，進(jìn)一步確保了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。通過采用本實(shí)用新型測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)廣泛的光學(xué)系統(tǒng)所涉及的異種光纖熔點(diǎn)的纖芯損耗進(jìn)行測(cè)量，通過熔接點(diǎn)損耗測(cè)量計(jì)算值，可對(duì)熔接設(shè)備及熔接工藝提供參考評(píng)估信息，有利于熔接工藝的優(yōu)化、光纖選擇的優(yōu)化、和切割熔接設(shè)備的優(yōu)化。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括光源，其具有兩個(gè)，分別連接在兩根待測(cè)光纖的一端，所述的光源用于產(chǎn)生一定強(qiáng)度的光信號(hào)；光功率計(jì)，其具有兩個(gè)，分別連接在兩根待測(cè)光纖的另一端，所述的光功率計(jì)用于測(cè)量光功率大?。凰龅墓庠磁c光纖、光功率計(jì)與光纖在熔接前和熔接后保持固定連接，通過分別讀取熔接前和熔接后光功率計(jì)的讀數(shù)，得到兩根待測(cè)光纖在直連情況下的光功率和交叉熔接形成異種光纖后的光功率值，以獲得光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗的測(cè)量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的光源主要部件為半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、固體激光器或氣體激光器中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的光功率計(jì)為光電探頭或熱光探頭類型的光功率計(jì)中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)待測(cè)光纖中有一根或兩根為雙包層光纖時(shí)，在相應(yīng)的雙包層光纖的兩側(cè)靠近端點(diǎn)處還分別設(shè)置有用于增加測(cè)量精度的包層功率剝離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的兩根待測(cè)光纖在芯折射率、包層折射率、芯半徑、包層半徑、包層結(jié)構(gòu)、摻雜條件、制造商、批次等中的一種或多種方面不完全相同。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種異種光纖熔接點(diǎn)纖芯損耗測(cè)量系統(tǒng)，其主要由兩光源和兩光功率計(jì)組成，測(cè)量時(shí)將兩根不同類型光纖一端分別連接光源，另一端分別連接光功率計(jì)，首先得到兩根光纖直連光功率數(shù)值；保持光纖端頭與光源及光功率計(jì)的連接不變，同時(shí)保持光源光功率輸出不變，將兩根光纖從中間部位分別截?cái)嗖⑾嘟徊嫒劢?，再次讀取光功率計(jì)讀數(shù)，得到交叉熔接后的光功率數(shù)值，從而可計(jì)算得到異種光纖熔接點(diǎn)處的損耗大小。本測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)潔有效，精度高，對(duì)廣泛應(yīng)用的不同種類的光纖熔接損耗都可以進(jìn)行有效的測(cè)量和估計(jì)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工程開發(fā)和產(chǎn)品制造上有著積極的作用。
文檔編號(hào)G01M11/02GK202255844SQ20112039837
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
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