SU1684609A1 - Способ измерени сверхмалых оптических потерь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к фотометрии, спектральной фотометрии, волоконной оптике и может найти применение при измерении оптических потерь на рассто ние, поглощение и суммарных оптических потерь элементов лазерной оптики, заготовок выт жки оптических волокон и волоконных световодов, Цель изобретени  - увеличена точности измерени  сверхнормальных оптических потерь - достигаетс  выбором оптимальных значений частоты предварительной модул ции, посто нной времени НЧ-фильтрации и синхронизацией измерений в каналах, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к фотометрии, спектральной фотометрии, волоконной оптике и может найти применение при измерении оптических потерь на рассе ние, поглощение и суммарных оптических потерь элементов лазерной оптики, заготовок выт жки оптических волокон и волоконных световодов.

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  сверхмалых оптических потерь.

Способ включает следующую последовательность взаимосв занных операций.

Выбирают исход  из услови  f0 Э: 0.1ДРс(й)3/2 частоту предварительной модул ции f0 (AFC - полоса частот электрического сигнала; д - предельна  относительна  погрешность измерени ).

Модулируют с частотой f0 энергию зондирующего излучени .

Формируют опорный и измерительный каналы. Помещают объект измерени  в измерительный канал.

С помощью фотоэлектрических преобразователей энергию зондирующего излучени  преобразуют в электрические сигналы опорного и измери:ельного каналов .

Осуществл ют избирательное усиление , синхронное детектирование, и одновременно в течение строго фиксируемого отрезка времени ги интегрирование сигналов в каналах в соответствии с выражением

- 1,-, , е i V}

141

ГИ

2.44

-%4   fо - и л Производ т одновременно с допустимым временем рассогласовани 

jSrafr-l)14

измерение сигналов в каналах при отсутствии и при наличии измер емого объеко

00

С О О

га (63и - относительное значение нестабильности энергии зондирующего излуче ни  ).

Рассчитывают по синхронному отношению значений сигналов характеристики из- мер емого объекта.

На чертеже изображена структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерени .

Устройство содержит лазер 1, блок 2 формировани  измерительного и опорного каналов, фотоэлектрические преобразователи опорного 3 и измерительного 4 каналов (ФЭПок, ФЭПик), избирательные усилители (ИУ) каналов 5 и 6, синхронные детекторы (СД) 7 и 8, управл емые интеграторы (УИн- р) 9 и 10, цифровые измерительные устройства (ЦИУок) 11 и (ЦИУик) 12, интерфейс (ИФ) 13, микроЭВМ 14, синхрогенератор (СГ) 15, датчик 16 синхрочастоты (ДСЧ). пре- рыватель (механический модул то:) (Пр-ль) 17, измер емый обьект 18.

Устройство работает следующим образом .

Световой поток зондирующего излуче- ни  лазера 1 модулируетс  механическим прерывателем 17, который представл ет собой растровый диск, насаженный на вал высокоскоростного электродвигател , и делитс  с помощью светоделител  на опор- ный и измерительный каналы Зондирующее излучение в опорном канале преобразуетс  ФЭПок 3 в электрический сигнал, который последовательно избирательно усиливаетс  в ИУ 5 и синхронно де- тектируетс  в СД 7. Далее электрический сигнал интегрируетс  в У н-ре 9. В измерительном канале зондирующее излучение, пройд  измер емый ооьскт 18, преобразуетс , усиливаетс , синхронно детектирует- с  и интегрируетс  аналогично тому, как это осуществл етс  в опорном канале. Синхронные измерени  сигналов осуществл ютс  с помощью ЦИУок 11 и ЦИУик 12, работой которых управл ет микроЭВМ 14 через интерфейс 13. С помощью датчика 16 синхрочастоты получают задающий сигнал опорной частоты f0, который поступает на вход СГ 15. С выхода СГ 15 управл ющие сигналы поступают на СД 7 и 8, УИн-ры 9 и 10, ЦИУок 11, ЦИУик 12 и таким образом осуществл етс  синхронизаци  работы всего устройства.

Значение сигнала в опорном канале определ етс  выражением

Nonit-At /otBon ФоКфд° х

х Копсин|г-Аь

где/5св°п - коэффициент передачи светового потока D опорный канал;

Фо - световой поток зондирующего излучени :

Кфд

коэффициент светоэлектрического преобразовани  опорного канала:

К0псин - коэффициент передачи синхронного усилител  опорного канала,

Сигнал в измерительном канале определ етс  выражением

NM3|t-At A/W

Фо Кфдиэ х

М1Э ИЗ

At,

. . .ft

Kv.

где /Эсвиз, Кфди;1, Киз - соответствующие коэффициенты измерительного канала;

РХ измер ема  характеристика объекта .

Расчет оптической характеристики р, осуществл етс  следующим образом.

Вначале осуществл етс  сери  из п измерений без исследуемого объекта, рассчитываетс  значение отношени  NM3/N0n, затем измерени  повтор ютс  при введении измер емого объекта 18, оп ть рассчитываетс  усредненное значение Ми3/Моп и вычисл етс  отношение

Миз /Nor, ,,

t-At Расчеты провод тс  по программе, введенной в микроЭВМ.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  сверхмалых оптических потерь преимущественно с синхронным детектированием сигналов, включающий операции предварительной модул ции по периодическому закону с частотой fo зондирующего исследуемый объект излучени , формирование в модулированном зондирующем излучении опорного и измерительного каналов, в последнем из которых размещен исследуемый обьект, преобразование энергии зондирующего излучени  в электрические сигналы в опорном и измерительном каналах, усиление этих сигналов, их синхронное детектирование , интегрирование в течение времени ги, измерение значений интегрированных сигналов, по которым суд т о сверхмалых оптических потер х из отношени  значений сигналов измерительного и опорного каналов, отличающийс  тем. что, с целью увеличени  точности, измерение значений интегрированных сигналов производ т одновременно с допустимым рассогласовани  At, определ емым из услови 

   л т„ f А . 1/

   At

   (5)

   2745 Эи

   где бзиг относительное значение нестабильности энергии зондирующего излучени 

   6- предельна  относительна  погрешность измерени ,

   а частоту f0 предварительной модул ции выбирают из услови 

   fo Ј0.1ДРС(5)3/2.

   где ДРС - полоса частот электрического сигнала ,

   интегрирование сигналов в каналах осуществл ют одновременно в течение одинакового дл  измерительного и опорного каналов времени г(| определ емого из нера- венства

   ГИ :

   2,44 (д)

   п Л Fc