[发明专利]一种快速测量光纤长度的方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一般性的光纤长度测量，特别是适用于光纤通信网络、光纤传感网络等需要快速的大范围高精度测量光纤长度的测量的方法和设备，尤其涉及了一种利用电光调制器改变光波频率引起干涉仪结构不对称的效应来检测光纤长度的方法以及实现该方法的设备。

背景技术

在光纤光学领域，特别是光纤通讯方面，发展快速的大范围高精度测量光纤长度的方法和低成本设备具有十分重大的意义。

传统的光纤长度测量仪器都是基于光纤反射计的，包括光学时域反射计(OTDR)、光学频域反射计(OFDR)、光学相干反射计(OCDR)，这些方法或者需要极短的脉冲激光光源和极高速的光电探头，成本较高；或者不能同时达到高精度和大测量范围的要求，较难用于实用。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，利用电光调制器光频变换技术，提出了一种适用于一般性的光纤长度快速测量的技术方案，使用普通连续半导体激光器和低速光电二极管，达到大范围和高精度的测量要求，同时提供了实现该方法的设备。

本发明的方法包括以下步骤：

1、中心波长在通讯波段的连续半导体激光器发出的激光通过光纤隔离器和四端口3-dB光纤耦合器后，进入萨尼亚克(Sagnac)环中。

2、激光进入Sagnac环后分为两路，其中一路进入长度已知的过渡段单模光纤，再经过待测段单模光纤，然后进入长度已知的连接段单模光纤；激光通过插入到连接段单模光纤中的电光调制器后产生变频，所述的电光调制器由频率受调制的正弦信号发生器驱动；变频后的激光回到四端口3-dB光纤耦合器，回到四端口3-dB光纤耦合器时激光的电场强度E₁(t)为：

E1(t)=-J1(απ2)E(t)2exp(i(ω-Ω)t+ni[L1+L3Cω+L2C(ω-Ω)])+exp(i(ω+Ω)t+ni[L1+L3Cω+L2C(ω+Ω)])---(1)]]>