[发明专利]一种稀土掺杂光纤折射率的测量系统

说明书

本发明涉及一种稀土掺杂光纤折射率的测量系统，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稀土掺杂光纤折射率测量系统，包括窄线宽DFB激光器、保偏光纤耦合器、光电探测器一、强度型光调制器、调制器驱动器、单模光纤耦合器、光电探测器二、待测稀土掺杂光纤、光电探测器三、信号源、功分器、IQ混频器、低通滤波器、数据采集和信号处理及显示模块的技术方案，较好地解决了该问题，可用于稀土掺杂光纤的测量。

技术领域

本发明涉及一种稀土掺杂光纤的折射率的测量系统。

背景技术

稀土掺杂光纤的折射率是影响稀土掺杂光纤性能的重要指标。光纤折射率系数的测量是光纤参数测量技术的重要研究方向，传统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，会影响测量结果的准确性。

又如中国专利文献CN 105044030 A本发明公开了一种光纤纤间倏逝场耦合折射率计及其检测方法，包括光源、光纤传感器探针、光纤耦合器/环形器、第一光电探测器、第二光电探测器和数据采集及处理模块；光纤传感器探针包括平行布置且紧密相贴的刻有倾斜光纤光栅的光纤和D型光纤，光源通过光纤耦合器/环形器与刻有倾斜光纤光栅的光纤一端连接，刻有倾斜光纤光栅的光纤通过光纤耦合器/环形器与第二光电探测器输入端连接，D型光纤的一端通过单模光纤连接第一光电探测器的输入端，刻有倾斜光纤光栅的光纤和光纤耦合器/ 环形器连接的一端与D型光纤和第一光电探测器连接的一端在同一侧；第一光电探测器和第二光电探测器分别连接数据采集及处理模块。虽然该装置具有折射率测量精度更高的优点，但是抗环境干扰性能较差，影响检测结果。

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，提供一种新的稀土掺杂光纤折射率测量系统及其测量方法。使用该稀土掺杂光纤折射率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。

一种稀土掺杂光纤折射率测量方法，包括以下步骤：

步骤一：选取一段长度为1m左右的稀土掺杂光纤并对其长度进行精确测量。系统上电后；

步骤二：将信号源打开，将信号源频率设置为f(例如为20MHz),首先不将待测光纤108 接入到测量系统中，通过测试系统测量射频信号从信号源到达IQ混频器203射频输入端时的相位值该值为测试系统的固有相位值，该步骤的目的是为了得到测试系统在没有待测稀土掺杂光纤时，中信号源端到IQ混频器射频输入端之间的固有相位值，以便在后续数据处理中将该系统固有相位值消除；

步骤三：将待测光纤108接入到单模光纤耦合器106和光电探测器109之间，由于光纤长度的增加，射频信号从信号源到达光电探测器时其相位将发生变化，再次通过测试系统测量射频信号的相位值该相位值包含了测试系统的固有相位值因此由待测稀土掺杂光纤引起的相位变化量为

步骤四：通过计算并根据式(8)便可得待测稀土光纤的折射率。

测量的工作原理如下：

射频信号在光纤中传输，射频信号到达光电探测器的相位会随着光纤长度和折射率的变化而变化。当不将待测光纤接入到上述光载射频传输链路中，测量射频信号到达光电探测器的相位然后将待测光纤接入到上述光载射频传输链路中，再次测量射频信号到达光电探测器的相位根据相位差和待测光纤的长度就可以得到待测光纤的折射率。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：