[发明专利]一种少模时域反射仪

权利要求书

1.一种少模时域反射仪，其特征在于，由信号产生模块(1)、光路模块(2)、待测少模光纤模块(3)、探测模块(4)和数据采集及处理模块(5)组成；其中，所述的光路模块(2)包括模式转换器、模式解复用器及少模光纤环形器；其工作过程如下：

所述信号产生模块(1)产生脉冲信号光，然后脉冲信号光通过光纤传输到光路模块(2)，由光路模块(2)中的模式转换器将脉冲信号光转换为相应的单一激发模式光，单一激发模式光通过光路模块(2)中的少模光纤环形器进入到待测少模光纤模块(3)；待测少模光纤模块(3)中的少模光纤的单一激发模式的光能量会耦合到其他非激发模式中，激发模式和非激发模式的背向瑞利散射光信号经少模光纤环形器会返回光路模块(2)；在光路模块(2)中的模式解复用器进行模式分离，得到相应的模式，输出到光路模块(2)的输出端口；然后通过探测模块(4)对光路模块(2)的输出端口的背向瑞利散射散射光信进行探测，再将探测之后的信号输入到数据采集及处理模块(5)中；在数据采集与处理模块(5)中，利用数据采集及处理模块(5)的数据采集卡对数据进行采集，然后读取数据，并对数据进行去噪处理，绘制光功率随着传输距离变换的数据曲线，从而获得少模光纤链路的传输情况；根据曲线计算出少模光纤的各种损伤信息，最终通过数据采集及处理模块(5)显示出来。

2.如权利要求1所述的一种少模时域反射仪，其特征在于，所述信号产生模块(1)，由单频激光器(11)、相位调制器(12)、电光调制器(14)和信号发生器(13)组成；实现的基本过程是：由信号发生器(13)产生的正弦调制信号驱动相位调制器(12)对单频激光器(11)输出的连续光波进行相位调制，得到包含多个频点的多频光脉冲；通过调节相位调制器(12)的调制深度及调制频率对多频光单脉冲中的频点数量进行调谐，然后由信号发生器(13)产生参数可调的脉冲调制信号驱动电光调制器(14)，对多频光进行强度调制，最后得到参数可调的多频光脉冲输出。

3.如权利要求2所述的一种少模时域反射仪，其特征在于，所述信号发生器(13)，是由基于FPGA的直接数字频率合成器实现的；所述直接数字频率合成器由相位累加器、波形存储器(134)、D/A转换器(135)和低通滤波器(136)组成；其具体工作过程为：频率控制字M为二进制编码的相位增量值，作为相位累加器的输入；相位累加器由加法器(132)和寄存器(133)级联而成，用于将寄存器(133)的输出反馈到加法器(132)的输入端，实现累加；在每一个时钟脉冲fc，相位累加器把频率控制字M(131)累加一次，相位累加器的输出相应增加一个步长的相位增量，相位累加器的输出与波形存储器(134)的地址线相连对波形存储器(134)进行查表，将存储在波形存储器(134)中的信号抽样值查出，波形存储器的输出数据送到D/A转换器(135)，将数字形式的波形幅度值转换成一定频率的模拟信号，再经过低通滤波器(136)平滑滤波后输出期望的模拟波形。

4.如权利要求1所述的一种少模时域反射仪，其特征在于，所述光路模块(2)，由模式转换器(29)、模式解复用器(210)和少模光纤环形器(211)组成；光路模块(2)用于连接信号产生模块(1)与待测少模光纤模块(3)；所述的模式转换器(29)用于将信号产生模块(1)输出的多频光脉冲信号转换为相应的基模或高阶模式的光；所述的模式解复用器(210)用于将少模光纤各个模式分离开来，从而可以测量到各个模式的信号光；所述的少模光纤环形器(211)支持多个传输模式，将信号光从一个端口导向另一个端口；所述的光路模块(2)的工作过程如下：多频光脉冲信号经模式转换器(29)的某一端口进入模式转换器进行模式转换，得到某一激发模式，利用少模光纤环形器的单向传输特性，该激发模由少模光纤环形器端口1经端口2进入待测少模光纤，在少模光纤产生的背向瑞利散射光经少模光纤环形器端口2返回并由端口3输出，进入模式解复用器件进行模式分离。

5.如权利要求1所述的一种少模时域反射仪，其特征在于，所述探测模块(4)用于接收待测少模光纤模块(3)的信号光并将信号光转为电信号，探测模块的转换方式分为直接探测转换和相干探测转换。