CN112097898A - 一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 - Google Patents
一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112097898A CN112097898A CN202010981376.0A CN202010981376A CN112097898A CN 112097898 A CN112097898 A CN 112097898A CN 202010981376 A CN202010981376 A CN 202010981376A CN 112097898 A CN112097898 A CN 112097898A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- monitoring
- core
- optical
- waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 68
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0425—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using optical fibers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，包括光纤包层，多个光纤纤芯、多个监测波导和多个测量模块，所述光纤包层的内部固定连接有光纤纤芯，所述监测波导的一端与光纤纤芯连接，所述监测波导的另一端与测量模块相连接，监测波导和测量模块的数量相对应。借助该种发明，光信号从光纤纤芯的一端进入后，光信号在监测波导和光纤纤芯的连接处发生分离，分离后光纤纤芯内传输的一部分光信号就可以耦合到对应的监测波导，监测波导进而把光引导至测量模块，实现对光信号的实时测量，光纤纤芯内剩余光信号继续沿纤芯传输，从而在不中断信号传输的情况下实现对多芯光纤内多通道光信号进行在线监测。
Description
技术领域
本发明涉及光纤装置技术领域，特别涉及一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法。
背景技术
光纤内光信号监测技术作为一种新兴的光纤传感技术，在工程领域拥有巨大的应用价值。常规的光纤信号监测***主要使用熔接的光束分离器把光信号分离并输入到另一光纤，然后再输入到测量模块。这种方法的缺点是体积大且需要使用分立元件；制作多通道监测***时需要安置很多光纤，规模庞大且复杂。相比之下，在线传感器可以在不中断原有光信号传输的情况下，把小部分光从光纤内分离并测量，在提高紧凑性的同时显著降低成本。然而，当前光纤信号仅仅实现了单通道的在线监测，且采用传统的微弯结构、错位熔接等技术对多芯光纤内的多通道信号无法同时实现在线监测。
因此，研究多通道光纤信号在线监测技术，开发针对多芯光纤的多通道光信号在线监测传感器，在不施加外部应力或干扰原有传输状态的情况下，可实现对光纤内光信号的动态监测，帮助技术人员及时掌握光纤网络实时的运行状况，发现可能发生的恶意窃听事件及运行过程中的劣化趋势；当线路出现故障时，能够快速响应，准确定位，从而对复杂光纤网络线路进行集中化的实时监控与管理。对于优化光通信网络的实时监测与维护，提升光通信***的智能化水平具有极其重要的意义和应用价值。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，包括光纤包层，至少一光纤纤芯、至少一测量模块和至少一监测波导，所述光纤包层的内部固定连接有光纤纤芯，所述监测波导的一端与光纤纤芯连接，所述监测波导的另一端与测量模块相连接，所述监测波导和测量模块的数量相对应。
进一步地，所述光纤纤芯在不同的多芯光纤内可能具有不同的形状，尺寸，组合和掺杂材料。
进一步地，所述监测波导的一端与光纤纤芯固定连接或耦合连接，所述监测波导的另一端到达光纤包层表面并与测量模块通过介质连接。
进一步地，所述光纤内的光信号包括但不限于光波长、光功率、光能量、光偏振态和光角动量等光信息。
进一步地，所述监测波导包括但不限于X型耦合波导、S型弯曲耦合波导和定向耦合波导等结构。
进一步地，所述介质包括但不限于空气、水、油、树脂、试剂和溶液等。
进一步地，所述测量模块包括但不限于光波长测量仪、光功率测量仪、光能量测量仪、光电二极管、光偏振态测量仪、光角动量测量仪和光信息接收器等。
一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器制作方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一：通过激光脉冲曝光制备；
步骤二：曝光时，高能激光脉冲通过聚焦物镜在光纤内沿预定轨迹诱起折射率调制形成监测波导；
步骤三：沿光纤径向旋转多芯光纤，使激光脉冲聚焦于下一个光纤纤芯，重复步骤一和步骤二，即可获得下一个监测波导。
步骤四：监测波导与测量模块通过介质连接并封装。
进一步地，所述激光脉冲包括但不限于飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)：通过该种发明光信号从光纤纤芯的一端进入后，光信号在监测波导和光纤纤芯的连接处发生分离，分离后光纤纤芯内传输的一部分光信号就可以耦合到对应的监测波导，监测波导进而把光引导至测量模块，实现对光信号的实时测量，光纤纤芯内剩余光信号继续沿纤芯传输，从而在不中断信号传输的情况下实现对多芯光纤内多通道光信号进行在线监测。
(2)：耦合到监测波导内的光信号是固定比例的光信号或可调比例的光信号。
附图说明
图1为本发明的整体的在线监测传感器结构示意图。
图2为本发明的整体的监测波导制备过程示意图。
图中：1、光纤包层；2、监测波导；3、光纤纤芯；4、测量模块；6、聚焦物镜。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段；创作特征；达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，包括光纤包层1，至少一光纤纤芯3、至少一测量模块4和至少一监测波导2，所述光纤包层1的内部固定连接有光纤纤芯3，所述监测波导2的一端与光纤纤芯3连接，所述监测波导2的另一端与测量模块4相连接，所述监测波导2和测量模块4的数量相对应。
其中，所述光纤纤芯在不同的多芯光纤内可能具有不同的形状，尺寸，组合和掺杂材料。
其中，所述监测波导2的一端与光纤纤芯3固定连接或耦合连接，所述监测波导2的另一端到达光纤包层1表面并与测量模块4通过介质连接。
其中，所述光纤内的光信号包括但不限于光波长、光功率、光能量、光偏振态和光角动量等光信息。
其中，所述监测波导2包括但不限于X型耦合波导、S型弯曲耦合波导和定向耦合波导等结构。
其中，所述介质包括但不限于空气、水、油、树脂、试剂和溶液等。
其中，所述测量模块4包括但不限于光波长测量仪、光功率测量仪、光能量测量仪、光电二极管、光偏振态测量仪、光角动量测量仪和光信息接收器等。
其中，耦合到监测波导2内的光信号是固定比例的光信号或可调比例的光信号。
如图2所示，一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器制作方法，其特征在于：至少包括以下步骤；
步骤一：通过激光脉冲曝光制备；
步骤二：曝光时，高能激光脉冲通过聚焦物镜6在光纤内沿预定轨迹诱起折射率调制形成监测波导2；
步骤三：沿光纤径向半径的方向旋转多芯光纤，使激光脉冲聚焦于下一个光纤纤芯3，重复步骤一和步骤二，即可获得下一个监测波导2。
步骤四：监测波导2与测量模块4通过介质连接并封装。
其中，所述激光脉冲包括但不限于飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光等。
实施例1：
一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，包括光纤包层1，至少一光纤纤芯3、至少一测量模块4和至少一监测波导2，所述光纤包层1的内部固定连接有光纤纤芯3，所述监测波导2的一端与光纤纤芯3连接，所述监测波导2的另一端与测量模块4相连接，所述监测波导2和测量模块4的数量相对应，所述光纤纤芯在不同的多芯光纤内可能具有不同的形状，尺寸，组合和掺杂材料，所述监测波导2的一端与光纤纤芯3固定连接或耦合连接，所述监测波导2的另一端到达光纤包层1表面并与测量模块4通过介质连接，制备监测波导时，首先，通过激光脉冲曝光设备，曝光时，高能激光脉冲通过聚焦物镜6在光纤包层1内沿预定轨迹诱起折射率调制形成监测波导2，从而在光纤的一端输入光信号，光信号进入光纤纤芯3，在光纤纤芯3与监测波导2的连接处发生分离，从而光纤纤芯3中部分光耦合到对应的监测波导2处，监测波导2进而把光引导至测量模块4，从而通过测量模块4方便对光纤纤芯3进行实时监测，从而当线路出现故障时，能够快速响应，实现精准定位，实现监控和管理的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，包括光纤包层(1)，至少一光纤纤芯(3)、至少一测量模块(4)和至少一监测波导(2)，其特征在于：所述光纤包层(1)的内部固定连接有光纤纤芯(3)，所述监测波导(2)的一端与光纤纤芯(3)连接，所述监测波导(2)的另一端与测量模块(4)相连接，所述监测波导(2)和测量模块(4)的数量相对应。
2.根据权利要求1所述的一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器，其特征在于：所述监测波导(2)的一端与光纤纤芯(3)固定连接或耦合连接，所述监测波导(2)的另一端到达光纤包层(1)表面并与测量模块(4)通过介质连接。
3.一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器制作方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一：通过激光脉冲曝光制备；
步骤二：曝光时，高能激光脉冲通过聚焦物镜在光纤内沿预定轨迹诱起折射率调制形成监测波导(2)；
步骤三：沿光纤半径的方向旋转多芯光纤，使激光脉冲聚焦于下一个光纤纤芯(3)，重复步骤一和步骤二，即可获得下一个监测波导(2)。
步骤四：监测波导(2)与测量模块(4)通过介质连接并封装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010981376.0A CN112097898A (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010981376.0A CN112097898A (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112097898A true CN112097898A (zh) | 2020-12-18 |
Family
ID=73759972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010981376.0A Pending CN112097898A (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112097898A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043275A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 光合分波器及び光合分波器の製造方法 |
| CN110426782A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-08 | 浙江工业大学 | 一种带异常检测的单包层多芯光纤 |
| CN210089853U (zh) * | 2019-07-16 | 2020-02-18 | 鞍山峰澜科技有限公司 | 一种基于旁路波导结构的光纤在线测量光功率计 |
-
2020
- 2020-09-17 CN CN202010981376.0A patent/CN112097898A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043275A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 光合分波器及び光合分波器の製造方法 |
| CN210089853U (zh) * | 2019-07-16 | 2020-02-18 | 鞍山峰澜科技有限公司 | 一种基于旁路波导结构的光纤在线测量光功率计 |
| CN110426782A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-08 | 浙江工业大学 | 一种带异常检测的单包层多芯光纤 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5500913A (en) | Apparatus and method of fabricating directional fiber optic taps, sensors and other devices with variable angle output | |
| CN103674117B (zh) | 基于拉曼散射同时测量全同弱光纤光栅温度与应变的方法及装置 | |
| GB2143965A (en) | Optical waveguide splicing method and apparatus | |
| CN103411542A (zh) | 一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器及其制作方法 | |
| CN109031532A (zh) | 一种平面波导芯片与光纤阵列的耦合方法 | |
| CN109239851A (zh) | 一种基于线偏振的光纤耦合器及其制造与使用方法 | |
| CN210780795U (zh) | 一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置 | |
| CN101325453B (zh) | 全光纤光功率监测器 | |
| CN202648795U (zh) | 一种光功率和波长测量装置 | |
| Takeyoshi et al. | High-Density 2$\,\times\, $4 Channel Polymer Optical Waveguide With Graded-Index Circular Cores | |
| CN114111857A (zh) | 一种基于游标效应的光纤fpi级联mi传感装置 | |
| CN108957209A (zh) | 一种通信光纤光缆生产用的断线自动检测装置 | |
| CN112097898A (zh) | 一种多芯光纤多通道光信号在线监测传感器及其制作方法 | |
| CN112904501A (zh) | 用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合*** | |
| CN214503966U (zh) | 用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合*** | |
| CN110955002A (zh) | 硅光子芯片光功率测量装置、设备、***及测量方法 | |
| CN210089853U (zh) | 一种基于旁路波导结构的光纤在线测量光功率计 | |
| CN115931021A (zh) | 一种光纤传感器、其制备方法及传感装置 | |
| CN113721323B (zh) | 新型多芯光纤耦合装置及制备方法 | |
| Szarka et al. | A review of biconical taper couplers | |
| CN114791294A (zh) | 一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤传感器及方法 | |
| CN209802407U (zh) | 一种磁流体和侧面去包层的三芯光纤磁场和温度传感结构 | |
| Liang et al. | Femtosecond laser inscribed photonic lantern for the fan-in/fan-out of a 19-core fiber | |
| Stosch et al. | Optical directional coupler for graded index waveguides in thin glass sheets for PCB integration | |
| Filipenko et al. | Improving of photonic crystal fibers connection quality using positioning by the autoconvolution method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |