[发明专利]波导纤维测量设备

说明书

                      对相关申请的交叉参考

本发明要求1999年4月9日提交的美国临时申请60/128,504和1999年4月16日提交的美国临时申请60/129,706的优先权。

                           发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及用于测量波导纤维光学性质的设备，尤其涉及对光源或探测器进行光切换的设备。

2.技术背景

波导纤维的光学测量总是制造过程中的一个化费大的部分。这对于包括带宽、衰减、数值孔径、纤芯直径和差模延迟在内的多模光纤测量尤其如此。传统的光学测量系统采用光学台与由透镜和可移反射镜组成的光学元件组块，用以折叠光路并为各种测量合并信号。与测试光纤建立的一种连接是在探测器之前的最后一个透镜前面采用一个XYZ平移台。大家知道，平移台对温度敏感，并且受其可移部件的后冲作用。使光纤的光注入端与一个适于所需测量的光源相连。

因为多模光纤的某些光学性质(即，带宽和衰减)对注入敏感，所以一般希望用不止一种注入条件进行测量。通常还希望用不止一种波长进行测量，因此必须作多次注入端的连接。

因此，这些测量台的明显缺陷是对准慢、难以对准与保持对准，并且规模大，即它们具有一平方米左右的表面积。为了保持可靠性，这种光学台必须相对一标准台用标准化光纤作周期性地校准。常常需要做费时、费钱的反复测量。

目前，用于多模光纤性能标准的标准光学规范包括用模斑尺寸和数值孔径可以激发多模光纤中所有模式的注入条件所做的测量。这种注入条件称为过注入条件，在工业标准“光纤测试方法(FOTP)54”中有定义。衰减测量采用有限或限制注入，称为有限相间注入(LPS)，在FOTP50中有定义。LPS注入类似于下述的模斑尺寸为30μm的注入。

最近，为激光光源优化多模光纤的需求增加了带宽测量时不同注入条件的数目，从而增加了测量台上的连接数目，与这类光学台一起构成许多问题。

因此，需要一种光纤测量设备，便于设备中各部件和待测光纤的连接和对准。在具有不同波长或注入条件的光源之间切换波导纤维的注入端应该快速且可靠。

本发明满足了化费较少，速度较快和可重复性更高的波导纤维测量要求。

                        发明简述

本发明的一个方面是一种测量光纤的设备，它被测光纤的注入端使用一个N×1光开关，并在被测光纤的探测器端使用一个1×M光开关。把具有所要波长和注入条件(即，模斑尺寸和数值孔径)的每个光源接到N×1开关之N个端口中的一个端口上。把各探测器接到M×1开关之M个端口中的一个端口上。结果，光纤可以接在两个开关之间，并在做所有所需测量时保持连接。

注入端开关经选择用于维持光源的注入条件，即模功率分布。探测器一端的开关经选择用于维持从待测光纤出射的光的模功率分布。对于某些测量，首先把一参考光纤连接在开关之间，以建立例如一基准注入功率或注入脉宽。因此，在带宽测量中，将经过待测光纤的脉冲的脉宽与参考脉宽作比较。衰减测量亦可作相同的比较，但将出射光纤的功率与注入功率相比较，

在本发明的一个实施例中，注入光的模斑尺寸或数值孔径随光源而变化。也有一些光源是单模激光器。在一较佳实施例中，单模激光光源的模斑尺寸在约8μm到30μm的范围内。

在另一实施例中，可以限制注入光的模斑尺寸或数值孔径，使得并非多模光纤的所有模式都载有功率，即并非被被激发。

测量设备的另一个实施例包括一个通过1×2耦合器与诸开关耦合的OTDR，因此注入光纤每一端的光可以形成反射功率的迹线。OTDR连接的详述将在下面图1的描述中陈述。

本发明的附加特性和优点将在随后的详细描述中陈述，且对本领域的技术人员来说，其中一部分从描述中容易明白，或都通过实践在此描述的发明而认识到，包括随后的详细描述、权利要求书及附图。

要明白，前面的一般描述和下面的详细描述两者都仅仅是本发明的示范例子，并试图为理解本发明要求保护的本质和特性提供综述或构架。所包括的附图是有助于进一步理解本发明，它们包括在说明书中并构成说明书的一部分。附图图示了本发明的一个实施例，与文字部分一起用来解释本发明的原理和工作情况。

                        附图简述

图1是本发明波导纤维测量设备的一个实施例的简图。

                   较佳实施例的详细描述