CN115483967A - 一种信息测量方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种信息测量方法、装置及设备，其中，信息测量设备包括：依次相连的光源、强度调制器、模式转换器和模式朝向偏振扰动器；能与待测少模光纤的输出端相连的光探测器；通过信号采集器与光探测器相连的计算单元；模式朝向偏振扰动器能与待测少模光纤的输入端相连；强度调制器还与正弦波发生器相连；强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；计算单元能根据信号采集器采集的信号确定待测少模光纤的信号展宽因素信息。本方案解决了现有无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
Description
技术领域
本发明涉及信息测量技术领域，尤其涉及一种信息测量方法、装置及设备。
背景技术
随着网络用户的持续增加、网络数据新型业务的不断涌现，对于网络容量的需求不断增长。由于常见的光的复用维度(时间、波长、偏振、多进制调制等)都已经面临潜力开发的瓶颈，当前基于普通单模光纤的光通信系统已经无法应对蓬勃的网络容量需求。而少模光纤(Few-mode fiber,FMF)中的模式作为一种新型的光的复用维度受到了广泛关注。在理想情况下，各个模式之间是相互正交，可以作为独立信道使用的，通过与传统的时间、波长、偏振和多进制调制格式进行多维复用，进而大大增加系统的传输容量，在未来可以广泛应用在切片分组传送网(Slicing Packet Network,SPN)、光传送网(Optical TransportNetwork,OTN)、光无源接入网(Passive Optical Network,PON)、5G前传(5G Front-haul)和数据中心光互连(Data Center Interconnection,DCI)等关键场景。因此，研究和测试少模光纤中的模式相关参数对于监控系统性能具有重要的意义。
具体的，对于少模光纤，由于弱导条件，其所支持的各本征矢量模式会发生简并，即具有相近有效折射率的本征矢量模式简并成为一个简并模式。在模分复用光纤传输系统中，一般将简并模式作为信道单元使用，即组成同一个简并模式的各本征矢量模式在光纤传输中承载相同的信号。
然而，同一简并模式内的各本征矢量模式仍然存在微小的有效折射率差和传播速度差，从而会在传输过程当中累积时延，进而造成信号发生展宽，引起符号间串扰(Intersymbol interference,ISI)，造成信号质量下降，影响网络传输性能。这种现象称之为“简并模式内差分模式时延(Intra-degenerate-mode Differential Mode Delay,IDM-DMD)”。简并模式内差分模式时延是影响系统性能及稳定性的重要参数。
此外，少模光纤中的各个简并模式与普通单模光纤中的基模一样，也会因为光纤波导的材料色散和波导色散产生色度色散(Chromatic Dispersion，CD)，一样在传输过程中会累积时延，进而造成信号发生展宽。因此简并模式内差分模式时延与色度色散所造成的损伤是同一类型，如何准确地同时测量出这两种模式特性参数对评估模分传输系统性能具有重要意义。
但是，现有技术中并不存在针对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散同时的测量方案，无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信息测量方法、装置及设备，以解决现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种信息测量设备，包括：
依次相连的光源、强度调制器、模式转换器以及模式朝向偏振扰动器；
以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的光探测器；
以及，通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；
其中，所述模式朝向偏振扰动器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述强度调制器还与正弦波发生器相连；所述强度调制器将所述正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；
所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
本发明实施例还提供了一种信息测量方法，应用于上述的信息测量设备，所述方法包括：
利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
可选的，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；
其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
本发明实施例还提供了一种信息测量装置，应用于上述的信息测量设备，所述装置包括：
第一调制模块，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
转换发送模块，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
扰动发送模块，用于利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
第一转化传输模块，用于利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
第二转化传输模块，用于利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
可选的，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；
其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
本发明实施例还提供了一种信息测量设备，包括上述的信息测量设备所包含的部件，所述设备还包括：处理器和收发机；
所述处理器，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
可选的，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；
其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
本发明实施例还提供了一种信息测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现上述的信息测量方法。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的信息测量方法中的步骤。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，所述信息测量设备通过设置依次相连的光源、强度调制器、模式转换器以及模式朝向偏振扰动器；以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的光探测器；以及，通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；其中，所述模式朝向偏振扰动器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述强度调制器还与正弦波发生器相连；所述强度调制器将所述正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息；能够实现对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、快速、准确的联合测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的信息测量设备结构示意图一；
图2为本发明实施例的信息测量方法流程示意图；
图3为本发明实施例的信息测量设备具体实现结构示意图一；
图4为本发明实施例的信息测量设备具体实现结构示意图二；
图5为本发明实施例的信息测量装置结构示意图；
图6为本发明实施例的信息测量设备结构示意图二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题，提供一种信息测量设备，如图1所示，包括：
依次相连的光源1、强度调制器2、模式转换器3以及模式朝向偏振扰动器4；
以及，能够与待测少模光纤5的输出端相连的光探测器6；
以及，通过信号采集器7与所述光探测器6相连的计算单元8；
其中，所述模式朝向偏振扰动器4能够与所述待测少模光纤8的输入端相连；所述强度调制器2还与正弦波发生器9相连；所述强度调制器2将所述正弦波发生器9产生的正弦波射频信号调制到所述光源1发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式朝向偏振扰动器4持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；
所述计算单元8能够根据所述信号采集器7采集的信号确定所述待测少模光纤8的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
其中，待测少模光纤也可称为被测少模光纤，在此不作限定。
本发明实施例提供的所述信息测量设备通过设置依次相连的光源、强度调制器、模式转换器以及模式朝向偏振扰动器；以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的光探测器；以及，通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；其中，所述模式朝向偏振扰动器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述强度调制器还与正弦波发生器相连；所述强度调制器将所述正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息；能够实现对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、快速、准确的联合测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
本发明实施例还提供了一种信息测量方法，应用于上述的信息测量设备，如图2所示，所述方法包括：
步骤21：利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
步骤22：利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
步骤23：利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
步骤24：利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
步骤25：利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
步骤26：利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
本发明实施例提供的所述信息测量方法通过利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息；能够实现对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、快速、准确的联合测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
其中，第一时长具体可大于30s。
本发明实施例中，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例中，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
其中，第一时长具体可大于30s。
下面对本发明实施例提供的信息测量设备及信息测量方法进行举例说明，信息测量设备也可以称为信息测量装置，以下以信息测量装置进行说明。
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种信息测量装置及方法，具体可实现为一种少模光纤中简并模式内差分模式时延及简并模式色度色散联合测量装置及测量方法，能够对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、准确的测量，具有简单易行、动态范围大、测量速度快、测量准确等优点，能够解决目前无法同时测定简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
具体的，本发明实施例提供的方案涉及：
(1)一种简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置，包括光源、强度调制器、正弦波发生器、模式转换器、模式朝向偏振扰动器、光探测器、信号采集器及计算单元；
(2)一种应用上述简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的、少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法。
如图3所示，所述简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置：其所述光源、强度调制器、模式转换器、模式朝向偏振扰动器及光探测器依次设置于光路上；所述正弦波发生器与强度调制器电连接；所述信号采集器与所述光探测器电连接；所述计算单元与所述信号采集器数字信号相连；所述光源，用于产生线偏振激光；所述正弦波发生器，用于产生特定频率的正弦波射频信号；所述强度调制器，用于将正弦波发生器所产生的正弦波射频信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式(对应于上述待测简并模式)，具体的，少模光纤中是具有多个简并模式的，模式转换器的作用是激励其中一个特定的简并模式，这个简并模式就是待测模式；所述模式朝向偏振扰动器，用于持续快速扰动遍历简并模式的空间朝向和偏振态组合(也就是，用来扰动光信号，使得它的简并模式空间朝向和偏振态组合得到遍历)；所述光探测器，用于将光信号转化为电信号；所述信号采集器，用于将电信号采集为数字信号；所述计算单元，用于获得信号采集器采集的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延(对应于上述简并模式内差分模式时延信息)和简并模式色度色散。在此说明，本方案中采用模式转换器，可以纯净激发出少模光纤中的特定待测简并模式，能同时实现对其模内差分模式时延和色度色散的测量。
可选的，所述简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置，其光源工作波长、光谱宽度、激光功率可调，用于提供窄谱连续激光。光源工作波长范围可在850-1650nm之间连续可调，激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；其强度调制器可为铌酸锂调制器、硅基调制器、磷化铟调制器或其他种类光强度调制器；其正弦波发生器可为射频源、任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator，AWG)、基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的波形发生器或基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)的波形发生器，其频率和幅度可调；其模式转换器可为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型模式选择耦合器、3D激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的模式选择耦合器、平面光波导型模式选择耦合器、长周期光纤光栅型模式转换器、机械式相位片型模式转换器、基于空间光调制器的模式转换器、多平面光转换器以及光子灯笼中的一种或多种；其模式朝向偏振扰动器可为机械式模式朝向偏振扰动器、手动式模式朝向偏振扰动器或其他任意一种可以实现简并模式朝向及偏振态高频扰动遍历的装置；所述光探测器，可为基于PIN光电二极管的光探测器或基于雪崩光电二极管的光探测器；所述信号采集器，可为实时示波器、基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的实时电信号采集器或基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)的实时电信号采集器；其所述计算单元，可获取被测光信号的时域数字信号，并据此计算其简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数、及简并模式色度色散系数。计算单元获取的时域数字信号是从信号采集器里获得的，信号采集器产生被测光信号的时域数字信号。
所述应用上述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，涉及以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的模式朝向偏振扰动器和光探测器之间，并调通光路，测量经过模式转换器、模式朝向偏振扰动器和被测少模光纤后的光功率OP；
2)使得所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置处于相应的测量状态(比如设置光源的输出工作波长、输出功率、正弦波的频率；开启模式朝向偏振扰动器等)下，并返回测得的被测少模光纤中各简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数、及简并模式色度色散系数。
所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，其被测少模光纤的长度L在0～100km之间。
上述步骤2)，具体可包括如下步骤：
a)将对应被测简并模式的模式转换器置于所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的工作光路中，并调节所述光源输出工作波长λ和输出功率为预设工作波长和预设输出功率，设定正弦波的频率为f(对应于上述正弦波发生器产生的正弦波的频率)，开启所述模式朝向偏振扰动器；其中，被测简并模式对应于上述待测简并模式。
b)信号采集器采集一定时长(对应于上述第一时长)的时域电信号，时长应大于30s，获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、以及简并模式内差分模式时延系数；具体计算过程如下：计算单元分析采集到的数字信号，记录数字信号的最大值Pmax(对应于上述光功率最大值)和最小值Pmin(对应于上述光功率最小值)，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD计算公式(对应于上述公式一)为：
其中arccos为反余弦函数。被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式(对应于上述公式二)为：
c)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的简并模式色度色散系数，具体计算过程如下：查找不同功率光信号经过光探测器后在计算单元上对应的数字信号的大小的查找表，确定OP对应的数字信号大小P0，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式色度色散系数计算公式(对应于上述公式三)为：
其中c为真空光速。查找表可以是预存储的。
下面对本方案进行具体举例。
本发明的少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置具体可如图4(少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置结构示意图)所示，包括依次沿光路设置的光源、强度调制器、模式转换器、模式朝向偏振扰动器、光探测器，以及与强度调制器电连接的正弦波发生器，与光探测器电连接的信号采集器，与信号采集器数字信号连接的计算单元。
所述光源工作波长可调，如图4所示，包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤(保偏单模光纤会直接作为连线接到强度调制器上，属于光源内部结构，光源包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤可理解为光源为保偏输出的窄线宽连续激光光源)；所述窄线宽连续激光光源，用于提供线偏振窄线宽连续激光，工作波长范围可在850-1650nm之间，连续可调激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；所述保偏单模光纤传导窄线宽连续激光光源输出的线偏振光，并形成基模，其输出端用于输出光至强度调制器，可选的输出端带连接头；所述保偏单模光纤为裸光纤或跳线。
所述正弦波发生器，用于发生正弦波射频信号，可选的为可调射频源，其输出端用于输出电信号至强度调制器，可选的输出端为射频连接器。
所述强度调制器，用于将正弦波发生器所产生的正弦波射频信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的光信号，可选的为铌酸锂型调制器；其光输入端用于光输入，可选的与光源相连；其光输出端用于输出光至模式转换器，可选的光输入输出端带连接头；其电输入端用于电信号输入，可选的与正弦波发生器相连。
所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述模式朝向偏振扰动器，用于持续高频扰动遍历简并模式的空间朝向和偏振态组合，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述光探测器，用于将光信号转化为电信号，其光输入端具有基于跳线的光纤连接头，其电输出端可选的与时域电信号采集单元相连，可选的电输出端为射频连接器。
所述信号采集器，用于将电信号采集为数字信号，可选的为实时示波器。
所述计算单元，用于获得信号采集器采集的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延(对应于上述简并模式内差分模式时延信息)和简并模式色度色散。
应用以上装置的少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，具体可包括以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的模式朝向偏振扰动器和光探测器之间，并调通光路，测量经过模式转换器、模式朝向偏振扰动器和被测少模光纤后的光功率OP；
所述被测少模光纤，以环形六模光纤为例：支持LP01、LP11、LP21、LP02、LP31、LP12共六个简并模式，其中LP01和LP02模为圆对称简并模式，LP11、LP21、LP31和LP12为非圆对称简并模式；所述被测光纤长度L为100km，其输入输出端带有接头。
2)使得所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置处于相应的测量状态下，并返回测得的被测少模光纤中各简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数、及简并模式色度色散系数。
所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，其被测少模光纤的长度L在0～100km之间。
本举例中的步骤2)，具体可包括如下步骤：
a)将对应被测简并模式的模式转换器置于所述少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置的工作光路中，并调节所述光源输出工作波长λ为1550nm，输出功率为13dBm，设定正弦波的频率f为10GHz，开启所述模式朝向偏振扰动器；
b)信号采集器采集时长为1min的时域电信号，获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、以及简并模式内差分模式时延系数；具体计算过程如下：计算单元分析采集到的数字信号，记录数字信号的最大值Pmax和最小值Pmin，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD计算公式为：
其中arccos为反余弦函数。被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式为：
c)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的简并模式色度色散系数，具体计算过程如下：查找不同功率光信号经过光探测器后在计算单元上对应的数字信号的大小的查找表，确定OP对应的数字信号大小P0，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式色度色散系数计算公式为：
其中c为真空光速。
测试结果，如表1所示，LP01模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.2ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.12ps/km1/2；LP11模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为32.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.23ps/km1/2；LP21模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为37.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.74ps/km1/2；LP02模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.4ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.14ps/km1/2；LP31模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为41.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为4.14ps/km1/2；LP12模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为55.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为5.53ps/km1/2。
表1测得的简并模式内差分模式时延及其系数
如表2所示，测得LP01模简并模式色度色散系数为20.0ps/nm/km；LP11模简并模式色度色散系数为23.0ps/nm/km；LP21模简并模式色度色散系数为23.8ps/nm/km；LP02模简并模式色度色散系数为20.0ps/nm/km；LP31模简并模式色度色散系数为24.1ps/nm/km；LP12模简并模式色度色散系数为25.1ps/nm/km。
表2测得的简并模式色度色散系数
由上可知，本发明实施例提供的方案涉及：
(1)一种少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量装置，其包括光源、强度调制器、正弦波发生器、模式转换器、模式朝向偏振扰动器、光探测器、信号采集器及计算单元；
其中，是通过正弦波发生器产生时域信号，并通过光探测器等采集信号。
(2)与(1)中装置对应的测量方法；
本方案主要是通过正弦波发生器产生时域信号，之后同时测量模式内差分模式时延和简并模式色度色散。
在此说明，由于简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散这两个参数的最终表现形式都是信号的展宽，因此本方案中对这两个参数进行联合测量，能够更准确的得到这两个参数的测量结果。
综上，本方案的有益效果在于：
1)本方案提供的少模光纤中简并模式内差分模式时延及简并模式色度色散联合测量装置，通过对光源、强度调制器、正弦波发生器、模式转换器、模式朝向偏振扰动器、光探测器、信号采集器及计算单元的选择和设计，实现了对简并模式的检测，简单可靠，集成度高，能够方便地对简并模式内差分模式时延及简并模式色度色散进行简单、准确的联合测量，解决目前无法同时测定简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
2)本方案提供的少模光纤中简并模式内差分模式时延及简并模式色度色散联合测量装置及基于所述装置的少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，具有测量速度快、测量动态范围大、测量准确的优点。
3)本方案提供的少模光纤中简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散联合测量方法，能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高。
在此说明，上述涉及的少模光纤：是指支持多个导波模式的光纤；简并模式：是指由各个有效折射率相近的本征矢量模式组成的模式；简并模式内差分模式时延：是指同一简并模式内的各本征矢量模式因存在微小的有效折射率差和传播速度差，在传输过程当中累积的时延。
本发明实施例还提供了一种信息测量装置，应用于上述的信息测量设备，如图5所示，所述装置包括：
第一调制模块51，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
转换发送模块52，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
扰动发送模块53，用于利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
第一转化传输模块54，用于利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
第二转化传输模块55，用于利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块56，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
本发明实施例提供的所述信息测量装置通过利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息；能够实现对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、快速、准确的联合测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
本发明实施例中，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例中，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
其中，上述信息测量方法的所述实现实施例均适用于该信息测量装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种信息测量设备，包括上述的信息测量设备所包含的部件，如图6所示，所述设备还包括：处理器61和收发机62；
所述处理器61，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
本发明实施例提供的所述信息测量设备通过利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息；能够实现对简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散两种模式特性参数进行简单、快速、准确的联合测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延、其系数及简并模式色度色散，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确地同时测量简并模式内差分模式时延和简并模式色度色散的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
本发明实施例中，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例中，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
其中，上述信息测量方法的所述实现实施例均适用于该信息测量设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种信息测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现上述的信息测量方法。
其中，上述信息测量方法的所述实现实施例均适用于该信息测量设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的信息测量方法中的步骤。
其中，上述信息测量方法的所述实现实施例均适用于该可读存储介质的实施例中，也能达到相同的技术效果。
需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种信息测量设备，其特征在于，包括：
依次相连的光源、强度调制器、模式转换器以及模式朝向偏振扰动器；
以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的光探测器；
以及，通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；
其中，所述模式朝向偏振扰动器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述强度调制器还与正弦波发生器相连；所述强度调制器将所述正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合；
所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
2.一种信息测量方法，应用于如权利要求1所述的信息测量设备，其特征在于，所述方法包括：
利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
3.根据权利要求2所述的信息测量方法，其特征在于，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
4.根据权利要求2所述的信息测量方法，其特征在于，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
5.根据权利要求4所述的信息测量方法，其特征在于，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
6.根据权利要求2所述的信息测量方法，其特征在于，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；
其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
7.一种信息测量装置，应用于如权利要求1所述的信息测量设备，其特征在于，所述装置包括：
第一调制模块，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
转换发送模块，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
扰动发送模块，用于利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
第一转化传输模块，用于利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
第二转化传输模块，用于利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
8.根据权利要求7所述的信息测量装置，其特征在于，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
9.根据权利要求7所述的信息测量装置，其特征在于，所述数字信号包括：所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率最大值Pmax和光功率最小值Pmin，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
10.根据权利要求9所述的信息测量装置，其特征在于，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式二为：
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
11.根据权利要求7所述的信息测量装置，其特征在于，所述数字信号包括：经过所述模式转换器、模式朝向偏振扰动器和待测少模光纤后的光功率OP经过所述光探测器后在所述计算单元上对应的数字信号大小P0；以及，所述信号采集器第一时长内采集的时域电信号所对应的光功率最大值Pmax；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述数字信号大小P0和光功率最大值Pmax，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式色度色散信息中的简并模式色度色散系数；
其中，所述公式三为：
所述DCD表示简并模式色度色散系数；所述c表示真空光速；所述π表示圆周率；所述L表示所述待测少模光纤的长度；所述λ表示所述光源的输出工作波长；所述f表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率。
12.一种信息测量设备，包括如权利要求1所述的信息测量设备所包含的部件，其特征在于，所述设备还包括：处理器和收发机；
所述处理器，用于利用强度调制器将正弦波发生器产生的正弦波射频信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述光信号发送给模式朝向偏振扰动器；
利用所述模式朝向偏振扰动器持续扰动遍历所述光信号的简并模式的空间朝向和偏振态组合，并将扰动后的光信号发送给所述待测少模光纤；
利用光探测器将经过所述待测少模光纤的光信号转化为电信号，并传输给信号采集器；
利用所述信号采集器将所述电信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的信号展宽因素信息；所述信号展宽因素信息包括：简并模式内差分模式时延信息和简并模式色度色散信息。
13.一种信息测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求2至6中任一项所述的信息测量方法。
14.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求2至6中任一项所述的信息测量方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110661112.1A CN115483967A (zh) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | 一种信息测量方法、装置及设备 |
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2021
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