RU2425338C2 - Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems - Google Patents
Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425338C2 RU2425338C2 RU2009131082/28A RU2009131082A RU2425338C2 RU 2425338 C2 RU2425338 C2 RU 2425338C2 RU 2009131082/28 A RU2009131082/28 A RU 2009131082/28A RU 2009131082 A RU2009131082 A RU 2009131082A RU 2425338 C2 RU2425338 C2 RU 2425338C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- interferometer
- laser source
- beam splitter
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике в области спектрометрии и представляет собой быстродействующий измеритель длины волны лазерного излучения, распространяющегося по волоконному световоду, построенный на основе двухканального интерферометра Майкельсона.The invention relates to measuring equipment in the field of spectrometry and is a high-speed measuring instrument for the wavelength of laser radiation propagating through a fiber waveguide, based on a two-channel Michelson interferometer.
Известно множество устройств, предназначенных для измерения длины волны лазерного излучения, поэтому целесообразно указать ближайший аналог, описанный в патенте US 005422721 A (опубл. 06.06.1995). В данном патенте предложен фурье-спектрометр (см. фиг.1), разделяющий поступающее излучение на множество оптических пар и одновременно изменяющий оптическую разность хода (далее - ОРХ) между пучками. Фурье-спектрометр предназначен для исследования спектрального состава немоно-хроматического излучения без использования опорного канала.There are many devices known for measuring the wavelength of laser radiation, therefore, it is advisable to indicate the closest analogue described in patent US 005422721 A (publ. 06.06.1995). This patent proposes a Fourier spectrometer (see FIG. 1), dividing the incoming radiation into a plurality of optical pairs and at the same time changing the optical path difference (hereinafter, OPX) between the beams. The Fourier spectrometer is designed to study the spectral composition of non-monochromatic radiation without using a reference channel.
Устройство работает следующим образом. Излучение точечного источника 1 преобразуется коллимирующей линзой 2 в плоскую волну, разделяющуюся на два пучка светоделителем 3. Далее один пучок, отражаясь от светоделителя 3, падает на плоское зеркало 4, положение которого задает пьезопривод 8. Второй пучок, пройдя через светоделитель 3, отражается от набора плоских зеркал 5. Каждый отраженный от плоского зеркала пучок попадает на светоделитель 3, после отражения от которого проходит через соответствующую фокусирущую линзу 6 и попадает на соответствующее фотоприемное устройство (далее - ФПУ) 7, которое, в свою очередь, соединено с аналого-цифровым преобразователем 9. Выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с вычислителем, который выводит информацию на экран 11. Делая отсчеты для каждой пары пучков: пучка, отраженного от плоского зеркала 4, и одного из пучков, отраженных от каждого из плоских зеркал 5, спектрометр генерирует множество разных интерферограмм и определяет спектральный состав входящего излучения, осуществляя преобразование фурье суммарной интерферограммы, полученной из участков, соответствующих каждой из пар, что позволяет получить спектральное разрешение, значительно превышающее то, что могло быть получено путем обработки единой интерферограммы, полученной с помощью единого диапазона сканирования.The device operates as follows. The radiation from a point source 1 is converted by a collimating lens 2 into a plane wave, which is divided into two beams by a beam splitter 3. Then, one beam, reflected from a beam splitter 3, falls onto a
Основным недостатком рассматриваемого аналога является низкий уровень интенсивности выходных сигналов, связанный с необходимостью разделения исходного пучка на множество каналов, при этом при небольшом количестве фотоприемников энергетические потери оказываются наиболее существенными. Фиг.2 иллюстрирует вид пучков в плоскости ФПУ в случае построения спектрометра с использованием двух фотоприемных устройств. Примем, что пучок, отраженный от зеркала 4, единичного радиуса. Тогда подсчитаем потери как отношение площади пучка, отраженного от зеркала 4, к площадям пучков, отраженных от зеркал 5.The main disadvantage of this analogue is the low level of output signal intensity, associated with the need to separate the initial beam into many channels, while with a small number of photodetectors, the energy loss is most significant. Figure 2 illustrates the view of the beams in the plane of the FPU in the case of constructing a spectrometer using two photodetectors. We assume that the beam reflected from the
где I поmерь - интенсивность, составляющая потери;where I loss is the intensity component of the loss;
I 0 - интенсивность пучка, прошедшего через светоделитель: I 0 - the intensity of the beam passing through the beam splitter:
S 4 - площадь пучка, отраженного от зеркала 4, в плоскости ФПУ; S 4 - the area of the beam reflected from the
S 5 - площадь пучка, отраженного от каждого из зеркал 5, в плоскости ФПУ. S 5 - the area of the beam reflected from each of the mirrors 5 in the plane of the FPU.
Видно, что потери составляют 50% от интенсивности пучка, прошедшего через светоделитель.It can be seen that the losses amount to 50% of the intensity of the beam transmitted through the beam splitter.
Столь значительные энергетические потери делают затруднительным использование устройства для измерения значения длины волны малоинтенсивного излучения и для работы в волоконно-оптических системах.Such significant energy losses make it difficult to use a device for measuring the wavelength of low-intensity radiation and for working in fiber-optic systems.
Еще один существенный недостаток связан с низким быстродействием устройства вследствие необходимости сканирования большого числа точек интерференционной картины, что заметно увеличит время обработки сигналов аналого-цифровым преобразователем и вычислительным устройством.Another significant drawback is associated with the low speed of the device due to the need to scan a large number of points of the interference pattern, which will significantly increase the signal processing time by an analog-to-digital converter and a computing device.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в увеличении скорости измерения длины волны лазерного излучения, а также в увеличении динамического диапазона измеряемых сигналов.The technical result to which the invention is directed is to increase the speed of measuring the wavelength of laser radiation, as well as to increase the dynamic range of the measured signals.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве, выполненном по схеме двухканального интерферометра Майкельсона, содержится исследуемый и измеряемый лазерные источники, излучение которых разделяется светоделителем на два пучка, каждый из которых, отражаясь от соответствующих отражателей, один из которых выполнен с возможностью смещения вдоль оптической оси с помощью привода, снова проходит светоделитель и попадает на вход фотоприемного устройства, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом электронно-вычислительной машины, которая выдает измеренную информацию на экран.The specified technical result is achieved due to the fact that the device, made according to the scheme of a two-channel Michelson interferometer, contains the studied and measured laser sources, the radiation of which is divided by a beam splitter into two beams, each of which is reflected from the corresponding reflectors, one of which is biased along the optical axis by means of a drive, the beam splitter passes again and enters the input of the photodetector, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter The indexer, the output of which is connected to the input of the electronic computer, which displays the measured information on the screen.
В отличие от рассматриваемого аналога в схему интерферометра дополнительно введен калибровочный канал, содержащий эталонный лазерный источник, а также введены три дополнительных плеча разной длины и быстродействующий электрооптический переключатель, позволяющий с высокой скоростью последовательно подключать к интерферометру соответствующее плечо.In contrast to the analogue under consideration, a calibration channel is added to the interferometer circuit, which contains a reference laser source, as well as three additional arms of different lengths and a fast-acting electro-optical switch that allows connecting the corresponding arm to the interferometer with high speed.
В результате последовательного подключения плеч разной длины происходит последовательное уточнение измеряемой длины волны путем более точного определения фаз интерферограмм за счет известного из предыдущего измерения числа периодов интерференционной картины, укладывающихся в разность хода, вносимую подключенным плечом другой длины при текущем измерении.As a result of the serial connection of shoulders of different lengths, the measured wavelength is subsequently refined by more accurately determining the phases of interferograms due to the number of periods of the interference pattern known from the previous measurement that fit into the travel difference introduced by the connected shoulder of a different length during the current measurement.
Далее изобретение описано более подробно с помощью чертежей.The invention is further described in more detail using the drawings.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства - ближайшего аналога.Figure 1 shows the structural diagram of the device is the closest analogue.
На фиг.2 изображена конфигурация пучков в плоскости ФПУ в случае использования двух плоских зеркал 5.Figure 2 shows the configuration of the beams in the plane of the FPU in the case of using two flat mirrors 5.
На фиг.3 изображена структурная схема предлагаемого устройства. Figure 3 shows the structural diagram of the proposed device.
На фиг.4 изображен вид пучков лучей в плоскости ФПУ при использовании четырех ФПУ.Figure 4 shows a view of beams of rays in the plane of the FPU when using four FPU.
На фиг.2 условно показана структурная схема предлагаемого устройства. Для осуществления предлагаемого изобретения в качестве эталонного источника излучения 12 в калибровочном канале интерферометра необходимо использовать стабилизированный по частоте лазер. Излучение эталонного и измеряемого лазера разделяется на два пучка светоделителем 14, представляющим собой полупрозрачную пластину. Для создания оптимального соотношения сигнал/помеха светоделитель целесообразно выполнить с коэффициентом светоделения 50%/50%. Полученные пучки, отражаясь от соответствующих отражателей, попадают на вход соответствующих ФПУ 22 и 23, где образуют интерференционную картину.Figure 2 conditionally shows a structural diagram of the proposed device. To implement the invention, a frequency-stabilized laser must be used as a reference radiation source 12 in the calibration channel of the interferometer. The radiation from the reference and measured laser is divided into two beams by a beam splitter 14, which is a translucent plate. To create the optimal signal-to-noise ratio, it is advisable to perform a beam splitter with a beam splitting coefficient of 50% / 50%. The resulting beams, reflected from the corresponding reflectors, enter the input of the corresponding FPUs 22 and 23, where they form an interference pattern.
Для измерения периода интерференционной картины необходимо производить ее сдвиг на определенное заранее известное целое число периодов, а затем измерять фазу сдвига, соответствующую дробной части периода. Для осуществления указанного измерения реализована схема двухканального интерферометра с одним стационарным плечом с отражателем 15 и набором из четырех подключаемых плеч с отражателями 18, 19, 20 и 21. Сдвиг интерференционной картины осуществляется с помощью переключателя 17 путем последовательного подключения к интерферометру плеч с разной длиной, а измерение величины сдвига картины, соответствующей дробной части периода, происходит путем изменения длины стационарного плеча с помощью пьезопривода отражателя 15, установленного в этом плече.To measure the period of the interference pattern, it is necessary to shift it by a predetermined integer number of periods, and then measure the phase of the shift corresponding to the fractional part of the period. To carry out this measurement, a two-channel interferometer with one stationary arm with a reflector 15 and a set of four connected arms with reflectors 18, 19, 20 and 21 is implemented. The interference pattern is shifted using switch 17 by connecting the arms with different lengths in series to the interferometer, and the measurement of the magnitude of the shift of the pattern corresponding to the fractional part of the period occurs by changing the length of the stationary shoulder using the piezo drive of the reflector 15 installed in this player e.
Для измерения длины волны измеряемого лазера 13 выполняются следующие операции.To measure the wavelength of the measured laser 13, the following operations are performed.
1. Осуществляется перестройка отражателя 15 при помощи пьезопривода на расстояние DS шагом DS/k, где k выбирается, как привило, в диапазоне 10-20 и означает число выбираемых точек на одном периоде интерферограммы. Диапазон перемещения отражателя 1 выбирается в соответствии с формулой:1. The reflector 15 is rebuilt using a piezo drive to a distance DS in steps of DS / k, where k is selected, as a rule, in the range of 10–20 and means the number of points to be selected on one interferogram period. The range of movement of the reflector 1 is selected in accordance with the formula:
где OPD01-2 - вносимая ОРХ, λmax - верхняя граница рабочего диапазона, q>0,5 - коэффициент, гарантирующий смещение интерференционной картины более чем на один период.where OPD 0 1-2 is the introduced ORX, λ max is the upper limit of the operating range, q> 0.5 is a coefficient guaranteeing a shift in the interference pattern by more than one period.
2. После каждого шага пъезопривода осуществляется синхронное измерение интенсивности в канале эталонного лазера 12 и измеряемого лазера 13. Оцифрованные АЦП 24 данные записываются в два массива I1эт и I2изм и поступают на вход ЭВМ 25.2. After each step of the piezo drive, a synchronous intensity measurement is carried out in the channel of the reference laser 12 and the measured laser 13. The digitized ADC 24 data is recorded in two arrays I1 et and I2 ism and fed to the input of the computer 25.
3. Вычисляются фазы первой и k-ой точки в канале эталонного лазера 12 и измеряемого лазера 13. Фазы могут быть определены, например, при помощи 5-точечного алгоритма [Р.Hariharan, В.F.Oreb and T.Eiju Digital phaseshifting interferometry: a simple error-compensating phase calculation algorithm. Applied optics, Vol.26, No. 13, 1987]. Согласно этому алгоритму фаза каждой N-й точки может быть вычислена по формуле:3. The phases of the first and kth points in the channel of the reference laser 12 and the measured laser 13 are calculated. The phases can be determined, for example, using a 5-point algorithm [P. Hariharan, B. F. Oreb and T. Eiju Digital phaseshifting interferometry : a simple error-compensating phase calculation algorithm. Applied optics, Vol. 26, No. 13, 1987]. According to this algorithm, the phase of each Nth point can be calculated by the formula:
где ϕ - фаза N-й точки;where ϕ is the phase of the Nth point;
I N , I N+1 , I N+2 , I N+3 , I N+4 - интенсивности 5-ти последовательно следующих точек интерферограммы. I N , I N + 1 , I N + 2 , I N + 3 , I N + 4 - intensities of 5 successively following interferogram points.
4. Определяется целое число периодов (длин волн) в канале эталонного и измеряемого лазера.4. An integer number of periods (wavelengths) is determined in the channel of the reference and measured laser.
5. Вычисляется длина волны измеряемого лазера по формуле на основе сравнения периодов интерферограмм [Оптические измерения / А.Н.Андреев, Е.В.Гаврилов, Г.Г.Ишанин и др.: Учебное пособие. - М.: Университетская книга; Логос, 2008. - 416 с., с.353-354]:5. The wavelength of the measured laser is calculated according to the formula based on a comparison of the periods of interferograms [Optical measurements / A.N. Andreev, E.V. Gavrilov, G. G. Ishanin, etc.: Textbook. - M .: University book; Logos, 2008. - 416 p., P. 353-354]:
где Nэт - целое число периодов в интерферограмме эталонного лазера;where N et is the integer number of periods in the interferogram of the reference laser;
Nизм - целое число периодов в интерферограмме измеряемого лазера;N ISM is the integer number of periods in the interferogram of the measured laser;
φ эm_1m - фаза первой точки в интерферограмме эталонного лазера; φ em_1m is the phase of the first point in the interferogram of the reference laser;
φ эm_km - фаза k-ой точки в интерферограмме эталонного лазера; φ em_km is the phase of the kth point in the interferogram of the reference laser;
φ изм_1m - фаза первой точки в интерферограмме измеряемого лазера; φ ISM_1m - phase of the first point in the interferogram of the measured laser;
φ изм_km - фаза k-ой точки в интерферограмме измеряемого лазера. φ ism_km is the phase of the k-th point in the interferogram of the measured laser.
6. Максимально возможную погрешность измерения длины волны при сканировании интерферограммы длиной DS можно оценить, воспользовавшись зависимостью длины волны измеряемого лазера от ряда параметров, см. (4):6. The maximum possible error in measuring the wavelength when scanning an interferogram of length DS can be estimated using the dependence of the wavelength of the measured laser on a number of parameters, see (4):
Воспользовавшись формулой для суммарной стандартной неопределенности [Основы оптической радиометрии / под. ред. проф. А.Ф.Котюка. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 544 с., с.36], получим следующую формулу для погрешности длины волны измеряемого лазера:Using the formula for the total standard uncertainty [Fundamentals of optical radiometry / under. ed. prof. A.F. Kotyuk. - M .: FIZMATLIT, 2003. - 544 p., P. 36], we obtain the following formula for the wavelength error of the measured laser:
где δφ - погрешность измерения фазы. Таким образом, например, если λэт=632 нм (длина волны стабилизированного по частоте He-Ne лазера), δφ=3° - типичная погрешность измерения фазы при помощи пятиточечного алгоритма [Р.Hariharan, В.F.Oreb and T.Eijn Digital phase-shifting interferometry: a simple error-compensating phase calculation algorithm. Applied optics, Vol.26, No. 13, 1987], Nэт=1, то погрешность после сканирования отражателя в диапазоне DS составит δλ=5,2 нм.where δφ is the error of phase measurement. Thus, for example, if λ et = 632 nm (wavelength of a frequency-stabilized He-Ne laser), δφ = 3 ° is a typical error of phase measurement using a five-point algorithm [P. Hariharan, B. F. Oreb and T. Eijn Digital phase-shifting interferometry: a simple error-compensating phase calculation algorithm. Applied optics, Vol. 26, No. 13, 1987], N et = 1, then the error after scanning the reflector in the DS range will be δλ = 5.2 nm.
Возможное начальное внесение ОРХ между отражателями 15 и 18 устанавливается в соответствии со следующим неравенством:The possible initial introduction of the ORF between the reflectors 15 and 18 is set in accordance with the following inequality:
которое означает, что неопределенность длины волны может привести к изменению числа длин волн, укладывающихся в ОРХ не более чем на единицу, т.е. неопределенность длины волны может привести к изменению лишь дробной части периода интерферограммы. Из (7) можно приближенно оценить значение ОРХ, если, например, нижняя граница рабочего спектрального диапазона составит λизм_min=1200 нм:which means that the uncertainty of the wavelength can lead to a change in the number of wavelengths that fit into the ORX by no more than one, i.e. wavelength uncertainty can lead to a change in only a fraction of the interferogram period. From (7), it is possible to approximately estimate the value of ORX if, for example, the lower boundary of the working spectral range is λ meas_min = 1200 nm:
Если при этом начальная ОРХ была измерена с погрешностью не более 0,2·λэт, то появляется возможность повысить точность измерения более чем в 30 раз, осуществив вычисления по следующей формуле:If at the same time the initial ORX was measured with an error of not more than 0.2 · λ et , then it becomes possible to increase the measurement accuracy by more than 30 times by performing calculations using the following formula:
где mod - операция определения целой части числа. Соответствующая погрешность после уточнения может быть определена из следующего выражения:where mod is the operation of determining the integer part of a number. The corresponding error after clarification can be determined from the following expression:
Таким образом, если, например, λэт=632 нм, то погрешность после уточнения составит δλ изм_уm1=0,012 нм.Thus, if, for example, λfl = 632 nm, then the error after refinement will be δλ meas_m1 = 0.012 nm.
7. После того как проведено уточнение измерения, отражатель 15 возвращается в изначальное положение. Причем возврат осуществляется точно так же пошагово с шагом DS/k. После этого осуществляется вычисление ошибки возврата в начальное положение при помощи следующего выражения:7. After the measurement has been refined, the reflector 15 returns to its original position. Moreover, the return is carried out exactly the same step by step with a step DS / k. After that, the error of returning to the initial position is calculated using the following expression:
где φ эm_1m_возв - фаза 1-й точки интерферограммы после возврата в исходное положение, вычисленная при помощи пятиточечного алгоритма.where φ em_1m_tax is the phase of the 1st point of the interferogram after returning to its original position, calculated using the five-point algorithm.
8. Затем осуществляется переключение отражателей при помощи переключателя 17. Теперь интерферометр образуется при помощи отражателей 15 и 19. Начальная ОРХ между отражателями 15 и 19 должна быть установлена равной:8. Then, the reflectors are switched using the switch 17. Now the interferometer is formed using the reflectors 15 and 19. The initial ORF between the reflectors 15 and 19 should be set equal to:
и должна быть измерена с погрешностью не более 0,2·λэт.and should be measured with an error of not more than 0.2 · λ et .
9. Теперь для уменьшения погрешности измерения длины волны осуществляется перестройка отражателя 15 при помощи пьезопривода на расстояние DS с шагом DS/k.9. Now, to reduce the error in measuring the wavelength, the reflector 15 is rebuilt using a piezoelectric drive to a distance DS with a step DS / k.
После каждого шага пъезопривода осуществляется синхронное измерение интенсивности в каналах эталонного и измеряемого лазеров. Оцифрованные аналого-цифровым преобразователем 24 данные записываются в два массива I2эт и I2изм.After each step of the piezo drive, a synchronous intensity measurement in the channels of the reference and measured lasers is carried out. The data digitized by the analog-to-digital converter 24 is recorded in two arrays I2 et and I2 meas .
10. Определяется целое число периодов (длин волн) в массивах I2эт и I2изм.10. An integer number of periods (wavelengths) is determined in the arrays I2 et and I2 rev .
11. Вычисляется уточненная длина волны при помощи следующего выражения:11. The specified wavelength is calculated using the following expression:
После этого производится оценка погрешности измерения длины волны при помощи следующего выражения:After that, the error in measuring the wavelength is estimated using the following expression:
Последовательно проводя процедуры (8)-(11) при подключении плеч с отражателями 20 и 21 и варьируя соответствующие параметры, легко получить на последнем четвертом этапе при подключении плеча с отражателем 21 значение погрешности δλ изм_уm4=1 пм, что соответствует лучшим образцам серийно выпускаемых измерителей длины волны.Consecutively carrying out procedures (8) - (11) when connecting the arms with reflectors 20 and 21 and varying the corresponding parameters, it is easy to obtain, at the last fourth stage, when connecting the arm with reflector 21, the error value δλ meas_уm4 = 1 pm, which corresponds to the best samples of commercially available meters wavelengths.
Рассчитаем выигрыш по динамическому диапазону по сравнению с аналогом. Рассмотрим случай, когда в аналоге используется четыре фотоприемных устройства и соответственно четыре положения отражателей (см. фиг.4). В таком случае выигрыш по энергетике разрабатываемого устройства перед аналогом будет представлять собой отношение общей площади пучка, который полностью используется в предлагаемой схеме, к площади четырех пучков диаметром d, используемых в аналоге. Численно выигрыш составит:We calculate the dynamic range gain in comparison with the analogue. Consider the case when the analog uses four photodetectors and, accordingly, four positions of the reflectors (see figure 4). In this case, the gain in energy of the developed device before the analog will be the ratio of the total beam area, which is fully used in the proposed scheme, to the area of four beams of diameter d used in the analog. Numerically, the gain is:
Это означает, что предлагаемое устройство способно измерять длину волны лазерного источника примерно в 1,5 раза меньшей мощности.This means that the proposed device is capable of measuring the wavelength of a laser source of about 1.5 times less power.
Рассчитаем выигрыш по скорости, получаемый благодаря применению другого способа обработки сигнала. Так как в аналоге используется непрерывная запись всей интерферограммы с ее разбивкой на равные участки, регистрация которых осуществляется одновременно, то время регистрации, ограниченное АЦП, будет составлять:We calculate the gain in speed obtained through the use of another method of signal processing. Since the analogue uses continuous recording of the entire interferogram with its breakdown into equal sections, the registration of which is carried out simultaneously, the registration time limited by the ADC will be:
где Nизм - количество целых периодов в интерферограмме измеряемого лазера, необходимое для измерения длины волны с заданной точностью, КФПУ=4 - количество фотоприемников, ƒдиск_АЦП - частота дискретизации АЦП, m - количество точек на период интерферограммы, необходимое для идентификации периода (m>2 исходя из критерия Найквиста).where N ism is the number of whole periods in the interferogram of the measured laser, which is necessary for measuring the wavelength with a given accuracy, K FPU = 4 is the number of photodetectors, ƒ ADC disk is the ADC sampling frequency, m is the number of points per interferogram period necessary to identify the period (m > 2 based on the Nyquist criterion).
Применительно к предлагаемому устройству минимальное время регистрации составит:In relation to the proposed device, the minimum registration time is:
где q - коэффициент, гарантирующий смещение интерференционной картины более чем на один период, i - число последовательных уточнений измеряемой длины волны (число подключаемых плеч), NS - выбранное число шагов, р - количество переключений в пределах одного цикла измерений, t пер - время переключения отражателей. В рассматриваемом случае примем q=0,75, i=4, NS=20, р=3. Напрямую сравнить предельно достижимое время не представляется возможным, так как в расчете времени измерения предлагаемого устройства присутствует еще и время переключения, однако можно осуществить сравнение исходя из технических характеристик, существующих на сегодняшний день устройств.where q is the coefficient guaranteeing the shift of the interference pattern by more than one period, i is the number of consecutive refinements of the measured wavelength (the number of connected arms), NS is the selected number of steps, p is the number of switches within one measurement cycle, t per is the switching time reflectors. In the case under consideration, we take q = 0.75, i = 4, NS = 20, p = 3. It is not possible to directly compare the maximum achievable time, since there is also a switching time in the calculation of the measurement time of the proposed device, however, a comparison can be made based on the technical characteristics of the devices existing today.
Пусть требуемое количество периодов Nизм=300000, m=3, ƒдиск_АЦП=500 МГц, t пер=200 нс [Boston Applies Technologies Inc. NanonaTM High Speed&Low Loss Optical Switch, http://www.bostonati.com/products/PI-FOS.pdf], тогда время измерения в рассматриваемом аналоге:Let the required number of periods N ism = 300000, m = 3, ƒ ADC_disk = 500 MHz, t per = 200 ns [Boston Applies Technologies Inc. NanonaTM High Speed & Low Loss Optical Switch, http://www.bostonati.com/products/PI-FOS.pdf] , then the measurement time in the considered analog:
Время измерения в предлагаемом устройстве:The measurement time in the proposed device:
Таким образом, предлагаемый быстродействующий измеритель длины волны лазерного излучения для волоконно-оптических систем передачи информации обеспечивает увеличение скорости измерения длины волны лазерного излучения, а также увеличение динамического диапазона измеряемых сигналов.Thus, the proposed high-speed laser wavelength meter for fiber-optic information transmission systems provides an increase in the speed of measurement of the wavelength of laser radiation, as well as an increase in the dynamic range of the measured signals.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131082/28A RU2425338C2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131082/28A RU2425338C2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009131082A RU2009131082A (en) | 2011-02-27 |
RU2425338C2 true RU2425338C2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009131082/28A RU2425338C2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425338C2 (en) |
-
2009
- 2009-08-17 RU RU2009131082/28A patent/RU2425338C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009131082A (en) | 2011-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10895477B2 (en) | Sine-cosine optical frequency encoder devices based on optical polarization properties | |
US8842288B2 (en) | Phase shift interferometer | |
EP2606311B1 (en) | Apparatus and method for measuring distance | |
CN110646805B (en) | Frequency modulation continuous wave laser ranging system based on virtual sweep frequency light source | |
KR101566383B1 (en) | Reflection-type Interference Apparatus using Optical Fibers for Measuring Geometrical Thickness and Refractive index | |
KR101544962B1 (en) | Transmission-type Interference Apparatus using Optical Fibers for Measuring Geometrical Thickness and Refractive index | |
CN107144537B (en) | Method and system for measuring visible light Fourier transform absorption spectrum | |
CN113281278A (en) | Rapid ultrahigh-resolution transient absorption spectrum measuring device and measuring method | |
US6462823B1 (en) | Wavelength meter adapted for averaging multiple measurements | |
RU2425338C2 (en) | Fast-operation laser radiation wavelength meter for fiber optic data transfer systems | |
JP3339656B2 (en) | Optical circuit evaluation method | |
CN112082585B (en) | Drive current tuning distributed measurement method, device and system based on interference optical signal splicing | |
JP4329256B2 (en) | Method for adjusting interference type optical fiber sensor | |
CN112082584A (en) | Optical fiber distributed physical quantity measuring method, device and system based on laser tuning control | |
SU789688A1 (en) | Fourier-spectrometer with periodic scanning | |
US20240183650A1 (en) | Optical measurement device | |
US20030202186A1 (en) | Method and apparatus for ultra high-resolution interferometry | |
JPH05203410A (en) | Method and device for measuring reflecting point in optical frequency domain | |
JP2000234959A (en) | Wavelength variation measurement apparatus and variable wave length light source | |
JP3607622B2 (en) | Electric field cross-correlator | |
CN113670348B (en) | High-precision optical fiber distributed physical quantity measuring method, device and system | |
Coggrave et al. | Single-shot wavelength meter on a chip based on exponentially increasing delays and in-phase quadrature detection | |
CN118149982A (en) | High-precision real-time detection method for laser frequency fluctuation | |
JP2024075049A (en) | Optical fiber characteristic measuring device and optical fiber characteristic measuring method | |
Salvade et al. | Absolute Metrology for the Very large telescope interferometer (VLTI) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130818 |