[发明专利]一种基于色散光纤色散系数的测量系统的测量方法

说明书

本发明涉及一种基于色散光纤色散系数的测量系统的测量方法，主要解决现有测量系统测量速度慢，测量精度低，抗环境干扰性能较差的问题。本发明通过采用一种色散光纤色散系数测量系统，包括信号源，信号源输出的高频微波信号经过功分器后分为两路微波信号，所述功分器的一路微波信号进入直调激光器中，激光器将微波信号加载到光域上而得到光载微波信号，光载微波信号通过待测色散光纤后入射到高速光电探测器上，再进入IQ混频器的射频输入端；功分器的另一路微波信号进入IQ混频器的本振输入端，再经过低通滤波器后依次通过信号放大电路、数据采集电路和信号处理及显示模块的技术方案，较好地解决了该问题，可用于色散光纤的测量。

技术领域

本发明涉及一种基于色散光纤色散系数测量系统的测量方法。

背景技术

光纤色散系数是光纤的关键参数之一，其测量方法也是光纤参数测量技术的重要研究方向。色散光纤的色散系数直接决定了色散光纤的色散补偿特性和非线性特性，是色散光纤最重要的参数之一。传统的测量手段都是通过脉冲延迟法、相移法、模场直径法和白光干涉等方法来实现，这些光学测量方法系统成本高，精度存在较大波动，抗环境干扰性能较差，且需要复杂的时频分析算法来计算和分析测量结果。

又如中国专利文献CN 205538163 U本发明公开了一种光纤色散系数测量装置，包括波长可调DFB窄线宽激光器，电光调制器，待测光纤，高速光电探测器，矢量网络分析仪和直流电源；所述波长可调DFB窄线宽激光器、电光调制器、高速光电探测器构成一条微波光子链路；波长可调DFB窄线宽激光器发出的单色偏振光入射到电光调制器；矢量网络分析仪的第一端口输出一扫频的射频信号进入电光调制器；电光调制器将该射频信号加载到光波上而输出一光载射频信号，该光载射频信号经过待测光纤后入射到高速光电探测器上，高速光电探测器将光信号转换成射频信号并接入到矢量网络分析仪进行采集和分析；相比现有的光学测量方法，该方法具备测量速度快，测量精度高，并且不受环境因素的影响等优点，但是该测量装置不能测量几十米的光纤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有测量系统测量速度慢，测量精度低，抗环境干扰性能较差的问题，提供一种新的色散光纤色散系数测量系统。使用该色散光纤色散系数测量系统具备测量速度快，测量精度高，并且不受环境因素的影响等优点。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下：一种基于色散光纤色散系数的测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、系统上电后，将信号源打开，设置信号源的频率为f；

步骤二、不将待测光纤接入到系统中，改变激光器的波长使得波长变化量为△λ，通过测量系统测量波长变化前后微波信号源到达高速光电探测器的相位变化量并通过式(5)得到该变化量为

步骤三、将一长度为L的待测色散光纤接入到直调激光器和高速光电探测器之间，同样改变激光器的波长使得波长变化量为△λ，通过测量系统测量波长变化前后微波信号源到达高速光电探测器的相位变化量并通过式(5)得到该变化量为则由于色散光纤导致的波长变化前后微波相位的变化量为

步骤四、将代入到式(6)便可得到待测色散光纤的色散系数，系统的显示模块将实时显示待测色散光纤的色散系数。

测量原理如下：

假设信号源输出信号的频率为f，该信号经功分器后得到两个相同的微波信号，其中一路作为本振信号直接进入IQ混频器的本振输入端，该信号可表示为：

V_o为信号幅值，为信号的初相位。功分器输出的另一路信号经过直调激光器调制后得到光载微波信号，该光载微波信号经待测色散光纤后入射到高速光电探测器上。假设待测色散光纤的长度为L，色散系数为D，改变激光的波长使得波长的变化量为△λ，则由于色散光纤的色散引起的光载微波信号相位的变化为