SU1478064A1 - Способ измерени оптической длины волоконных световодов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерени  длины элементов оптических трактов с помощью интерферометров и может быть использовано дл  измерени  оптической длины волоконных световодов, на которые воздействует силовые, температурные, радиационные и другие виды воздействий. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и точности измерени  оптической длины волоконных световодов. Когерентное излучение раздел ют на опорную и зондирующую волны. Зондирующую волну смещают по частоте электрическим сигналом и ввод т в контролируемый волоконный световод. Прошедшую световод зондирующую волну совмещают с опорной дл  образовани  интерференционной картины. Преобразуют интенсивность в электрический сигнал. Сравнивают фазовые сдвиги выделенного и смешающего электрических сигналов. Компенсируют фазовый сдвиг выделенного сигнала введением фазового сдвига на частоте смещени  до получени  нулевой разности фаз. Измен ют направление смещени  частоты зондирующей волны электрическим сигналом и вновь ввод т зондирующую волну в контролируемый волоконный световод. Измен ют знак компенсирующего фазового сдвига, введенного в выделенный электрический сигнал. Вновь сравнивают фазовые сдвиги выделенного и смещающего электрических сигналов. Дополнительно измен ют фазовый сдвиг смещающего электрического сигнала до восстановлени  нулевой разности фаз. Оптическую длину контролируемого волоконного световода определ ют по формуле. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к области измерени  длины элементов оптических трактов с помощью интерферометров и может быть использовано дл  измерени  оптической длины волоконных световодов, на которые воздействуют

силовые tтемпературные, радиационные и другие виды воздействий.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и повышение точности измерени  оптической длины волоконных световодов.

На чертеже представлена структурна  схема дл  реализации предлагаемого способа.

Устройство соретжит лазер 1, оптически св занный через полупрозрачное зеркало 2 с входом электоооптнческо- го модул тора (ЭОМ) 3, управл ющие входы которого через первый двойной переключатель 4 и квадратурный фа о- раещепитель 5 соединены с выходом генератора 6 низкой частоты (НЧ), контактные линзы 7 и 8, через которые зондирующа  волна вводитс  и выводитс  из контролируемого волоконного световода 9, зеркала 10 и 11, направл ющие отраженную от зеркала 2 опорную волну на полупрозрачное зеркало 12, где она совмещаетс  с прошедшей волоконный световод 9 зондируюшей волной, последовательно соединенные фотоприемник 13 и фильтр 14 нижних частот (ВДЧ), второй двойной переключатель 15, последовательно соединенные компенсирующий фазовращатель 16, фазовый детектор 17 и индикатор 18, эталонный фазовращатель 19 Причем первый вход второго двойного переключател  15 соединен с выходом сВДЧ 14, второй вход подключен через эталонный фазовращатель 19 к выходу генератора 6 НЧ, первый выход соединен с входом компенсирующего фазовращател  16, а второй выход - с вторым входом фазового детектора 17.

Способ осуществл ют следующим образом.

Излучение лазера 1, проход  через полупрозрачное зеркало 2, делитс  на зондирующую и опорную волны. Зондирующа  волна поступает на ЭОМ 3 на управл ющие входы которого через первый двойной переключатель 4 с выхода квадратурного фазорасщепител  5, вход которого соединен с выходом генератора 6 НЧ, поступает квадратурный сигнал. ЭОМ 3 работает в полуволновом режиме, когда на его выходе имеетс  одна составл юща  оптического сигнала со смещенной на величину $2. частотой.

Зондирующа  волна, имеюща  частоту + S3. , проходит через контактную линзу 7 и вводитс  в контролируемый волоконный световод 9. Прошедша  световод 9 волна выводитс  с помощью контактной линзы 8 и проходит через полупрозрачное зеркало 12, где совметаетс  с опорной волной, отражен ной от зеркал 10 и II. В результате образуетс  интерференционна  картина , интенсивность полосы которой в выбранной точке измен етс  с частотой , равной разности распростран ющихс  по плечам интерферометра частот излучени 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Лотоприемник 13 преобразует результирующую интенсивность интерфе- реннионной полосы в электрический сигнал, который через 14, второй двойной переключатель 15 и компенсирующий фазовращатель 16 поступает на первый вход фазового детектора 17, где сравниваетс  с сигналом смещени , поступающим на второй вход фазового детектора 17 через эталонный фазоврашэтель 19 и второй двойной переключатель 15с выхода генератора 6 НЧ. При этом сВДЧ 14 настроен на частоту смещающего напр жени , эталонный 19 и компенсирующий 16 фазовращатели установлены первоначально в нулевое положение. Выходное напр жение фазового детектора 17, пропорциональное разности фаз сравниваемых сигналов., поступает на индикатор 18.

Измен ют фазовый сдвиг, вводимый в выделенный электрический сигнал компенсирующим фазовращателем 16, до получени  на выходе индикатора 18 нулевого значени . Измен ют положение первого двойного переключател  4 на противоположное В результате измен етс  квадратурный сигнал, поступающий на управл ющие входы ЭОМ 3. Это приводит к изменению направлени  вращени  электрического пол  активного кристалла модул тора, что вызывает изменение направлени  смещени  частоты зондирующей волны. Эта волна, имеюща 5 частоту } - П. , через контактную линзу 7 вводитс  в контролируемый волоконный световод 9. Прошедша  световод 9 волна выводитс  с помощью контактной линзы 8 и совмещаетс  с опорной волной.

Измен ют положение второго двойного переключател  15 на противоположное . В результате происходит подключение компенсирующего фазовращател  16 последовательно эталонному фазовращателю 19. Поэтому электрически сигнал с выхода фотоприемника 13 через ВДЧ 14 поступает через двойной

переключатель 15 непосредственно на первый вход фазового детектора 17, где он сравниваетс  по фазе со сметающим сигналом.) прошедшим эталонный 19 и компенсирующий 16 фазовращатели и через двойной второй переключатель 15 поступающим на второй вход фазового детектора 17, i

Измен ют фазовый сдвиг, вносимый в сигнал смещени  эталонным фазовращателем 19, до восстановлени  нулевой разности фаз, т.е. до восстановлени  нулевого показани  индикатора 18. По шкале эталонного фазовращател  19 отдчитывают дополнительный фазовый сдвиг 1рй и с учетом частоты смещающего сигнала по формуле определ ют оптическую длину контролируемого волоконного световода,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  оптической длины волоконных световодов, заключающийс  в том, что когерентное излучение раздел ют на зондирующую и опорную волны, распростран ющиес  в плечах интерферометра, смещают частоту зондирующей волны электрическим сигналом , совмещают опорную волну с зондирующей, проход щей чепез контД7806А6

   ролируемый волоконный световод, преобразуют периодически измен ющуюс  интенсивность излучени  в электричес- кий сигнал, сравнивают разности сЬаэ выделенного ч смещающего электрических сигналов, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , после сравнени  разЮ ности фаз выделенного и смещаемого электрических сигналов компенсируют фазовый сдвиг между этими сигналами до получени  нулевой разности фаз, измен ют направление смещени  частоты

   15 зондирующего излучени  электрическим сигналом на противоположное, измен ют знак компенсирующего фазового сдвига выделенного электрического сигнала , дополнительно измен ют фазовый

   2о сдвиг смешаюшего электрического сиг- нала до восстановлени  нулевой разности фаз, а оптическую длину L волоконного световода определ ют по формуле

   25L - $- - ,

   jLi - rt-.-I

   - дополнительный фазовый

   сдвиг; - скорость света в свободном

   пространстве;

   - частота смешакчаего электрического сигнала.