CN211740563U - 一种光时域反射仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光时域反射仪，用于对一待测光纤进行检测，其包括第一光源模块、第一环形器、第一探测模块、第一信号采集模块、第二光源模块、第二环形器、第二探测模块、第二信号采集模块以及波分复用器。第一光源模块、第一环形器、第一探测模块、第一信号采集模块配合波分复用器可实现光信号强度变化的检测，也即可用于检测待测光纤链路沿线的损耗曲线。第二光源模块、第二环形器、第二探测模块、第二信号采集模块配合波分复用器可实现光信号相位变化的检测，也即可用于检测待测光纤是否有应力、振动等作用。

Description

一种光时域反射仪

技术领域

本申请涉及光纤测试技术领域，尤其涉及一种光时域反射仪。

背景技术

当光在光纤中传输时，由于光纤受外界扰动、温度、应变、位移等环境因素的影响，光信号的偏振态、功率、波长、相位等参数会发生变化，光纤测试技术就是通过检测光纤中光的这些参数，获得周围环境的变化信息，是一门崭新的技术。

光时域反射仪(OTDR)是光纤测试技术领域中的主要仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。但是普通的OTDR只能测试光信号的强度变化，并且只能在光缆已经遭到破坏的情况下发挥作用，对于当光纤线路受到微扰、损耗并不是很大的情况下，因此普通的OTDR监测效果并不理想，更不能达到提前预警的目的。

由于光纤中传输的光不仅仅是强度的变化，光的相位、偏振态也会有所改变，而且相位、偏振态的变化比强度变化更加敏感，所以利用光纤中传输光脉冲的相位随线路状态的改变而改变的这一特性而制成的相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)得到快速的发展和应用，φ-OTDR可以检测出光纤线路是否受到微扰，极大的提高了OTDR的灵敏度，并且可以做到提前预警，避免光缆遭到破坏。但由于φ-OTDR采用相干性很强(线宽<10KHz)的光源，无法像普通OTDR那样稳定的测量损耗曲线。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提供一种光时域反射仪，可以同时测量损耗曲线和微扰信号。

为达到以上目的，本申请提供一种光时域反射仪，用于对一待测光纤进行检测，包括第一光源模块、第一环形器、第一探测模块、第一信号采集模块、第二光源模块、第二环形器、第二探测模块、第二信号采集模块以及波分复用器，其中，

所述第一光源模块适于输出第一激光；

所述第一环形器由其第一端口接收所述第一光源模块输出的光，并由其第二端口输出到所述波分复用器，从所述第一环形器的第二端口输入的光从所述第一环形器的第三端口输出；

所述第一探测模块与所述第一环形器的第三端口连接，用于将所述第一环形器的第三端口输出的光信号转换为电信号；

所述第一信号采集模块与所述第一探测模块连接，用于采集所述第一探测模块的电信号；

所述第二光源模块适于输出脉冲激光，所述第一光源模块输出的激光的波长与所述第二光源模块输出的激光的波长不同；

所述第二环形器由其第一端接收所述第二光源模块输出的光，并由其第二端口输出到所述波分复用器，从所述第二环形器的第二端口输入的光从所述第二环形器的第三端口输出；

所述第二探测模块与所述第二环形器的第三端口直接或间接连接，用于将所述第二环形器的第三端口输出的光信号转换为电信号；

所述第二信号采集模块与所述第二探测模块连接，用于采集所述第二探测模块的电信号；

所述波分复用器适于与待测光纤连接，从而所述第一光源模块与所述第二光源模块输出的不同波长的光分别输入到所述波分复用器，所述波分复用器将两种光信号输入至待测光纤，不同波长的光在待测光纤内的背向散射光经过所述波分复用器后再分别输入所述第一环形器的第二端口和所述第二环形器的第二端口。

进一步地，所述第二光源模块包括第二激光器、声光调制器以及掺饵光纤放大器，所述第二激光器发出的连续激光经过所述声光调制器后转化为脉冲光，所述脉冲光信号经过所述掺饵光纤放大器放大后输入到所述第二环形器的第一端口。

进一步地，所述光时域反射仪还包括第一耦合器以及设置在所述第二激光器与所述声光调制器之间的第二耦合器，所述第二耦合器适于将所述第二激光器2输入的激光分路后分别输出到所述声光调制器与所述第一耦合器，所述第一耦合器用于将所述第二环形器的第三端口输入的背向散射光与所述第二耦合器输入的光合波，然后输出到所述第二探测模块。

进一步地，所述第二探测模块为光电二极管。

进一步地，所述第一耦合器为2×2光纤耦合器，所述第二耦合器为1×2光纤耦合器。

进一步地，所述第二激光器适于发射线宽小于10kHz的激光。

进一步地，所述第一光源模块包括第一激光器，所述第一激光器为FP激光器。

进一步地，所述第一探测模块为雪崩光电二极管。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本实用新型仅使用一根光纤就可以同时完成光路损耗测量和振动检测。

附图说明

图1为本申请的一个实施例的示意图；

图2为本申请的另一个实施例的示意图；

图中：11、第一光源模块；111、第一激光器；12、第一环形器；13、第一探测模块；14、第一信号采集模块；21、第二光源模块；211、第二激光器；212、声光调制器；213、掺饵光纤放大器；214、第二耦合器；22、第二环形器；23、第二探测模块；24、第二信号采集模块；25、第一耦合器；3、波分复用器；4、待测光纤。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1、2所示，本实用新型提供一种光时域反射仪，用于对一待测光纤4进行检测，其包括第一光源模块11、第一环形器12、第一探测模块13、第一信号采集模块14、第二光源模块21、第二环形器22、第二探测模块23、第二信号采集模块24以及波分复用器3。

第一光源模块11适于输出第一激光。在一些实施例中，第一光源模块11包括第一激光器111，第一激光器111为FP激光器，其光谱宽度为5nm～50nm。

第一环形器12由其第一端口接收第一光源模块11输出的光，并由其第二端口输出到波分复用器3，从第一环形器12的第二端口输入的光从其第三端口输出。

第一探测模块13与第一环形器12的第三端口连接，用于将第三端口输出的光信号转换为电信号。在一些实施例中，第一探测模块13为雪崩光电二极管，其能够将光信号转化为电信号，并带有放大功能。

第一信号采集模块14与第一探测模块13连接，用于采集第一探测模块的电信号，并实现信号模数转换。

第二光源模块21适于输出脉冲激光，该脉冲激光具有很强的相干性，从而可用于实现光信号相位变化的检测。在一些实施例中，第二光源模块21包括窄线宽的第二激光器211、声光调制器212、掺饵光纤放大器213，第二激光器211适于发射线宽小于10kHz的激光，第二激光器211发出的连续激光经过声光调制器212后转化为脉冲光，同时声光调制器212可以调制脉冲频率和脉冲宽度，声光调制器212输出的脉冲光信号再经过掺饵光纤放大器213放大后输入到第二环形器22的第一端口。

第二环形器22由其第一端口接收第二光源模块21输出的光，并由其第二端口输出到波分复用器3，从第二环形器22的第二端口输入的光从其第三端口输出。

在一些实施例中，如图1所示，第二探测模块23与第二环形器22的第三端口连接，第二探测模块23用于将该第三端口输出的光信号转换为电信号。在一些实施例中，第二探测模块23选自雪崩光电二极管(APD)或光电二极管(PD)，其将光信号转化为电信号。

第二信号采集模块24与第二探测模块23连接，用于采集第二探测模块23的电信号，并实现信号模数转换。

在另一些实施例中，如图2所示，第二探测模块23与第二环形器22的第三端口之间设置第一耦合器25，第二光源模块21的第二激光器211与声光调制器212之间设置有第二耦合器214，第二耦合器214适于将第二激光器211输入的激光分路后分别输出到声光调制器212与第一耦合器25，第一耦合器25适于将从第二环形器22第三端口输入的背向散射光与作为参考光的第二耦合器214输入的光合波，然后输出到第二探测模块23。进一步地，第一耦合器25为2×2光纤耦合器，第二耦合器214为1×2光纤耦合器。在第二环形器22与第二探测模块23之间设置耦合器25有利于改善***信噪比。

值得一提的是，第一光源模块11输出的激光的波长与第二光源模块21输出的激光的波长不相等。第一光源模块11与第二光源模块21输出的不同波长的光分别通过第一环形器12和第二环形器22输入到波分复用器3，波分复用器3将两种光信号输入至待测光纤4，不同波长的光在待测光纤4内的背向散射光经过波分复用器3后再分别输入第一环形器12的第二端口和第二环形器22的第二端口，进而分别输入第一探测模块13以及第二探测模块23。

第一光源模块11、第一环形器12、第一探测模块13、第一信号采集模块14配合波分复用器3可实现光信号强度变化的检测，也即可用于检测待测光纤4链路沿线的损耗曲线。第二光源模块21、第二环形器22、可选的耦合器25、第二探测模块23、第二信号采集模块24配合波分复用器3可实现光信号相位变化的检测，也即可用于检测待测光纤4是否有应力、振动等作用。本实用新型仅使用一根光纤就可以完成光路损耗测量和振动检测，在光纤芯有限的情况下，本实用新型提供的光时域反射仪的优势更加明显。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请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本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请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申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种光时域反射仪，用于对一待测光纤进行检测，其特征在于，包括第一光源模块、第一环形器、第一探测模块、第一信号采集模块、第二光源模块、第二环形器、第二探测模块、第二信号采集模块以及波分复用器，其中，

所述第一光源模块适于输出第一激光；

所述第一环形器由其第一端口接收所述第一光源模块输出的光，并由其第二端口输出到所述波分复用器，从所述第一环形器的第二端口输入的光从所述第一环形器的第三端口输出；

所述第一探测模块与所述第一环形器的第三端口连接，用于将所述第一环形器的第三端口输出的光信号转换为电信号；

所述第一信号采集模块与所述第一探测模块连接，用于采集所述第一探测模块的电信号；

所述第二光源模块适于输出脉冲激光，所述第一光源模块输出的激光的波长与所述第二光源模块输出的激光的波长不同；

所述第二环形器由其第一端接收所述第二光源模块输出的光，并由其第二端口输出到所述波分复用器，从所述第二环形器的第二端口输入的光从所述第二环形器的第三端口输出；

所述第二探测模块与所述第二环形器的第三端口直接或间接连接，用于将所述第二环形器的第三端口输出的光信号转换为电信号；

所述第二信号采集模块与所述第二探测模块连接，用于采集所述第二探测模块的电信号；

所述波分复用器适于与待测光纤连接，从而所述第一光源模块与所述第二光源模块输出的不同波长的光分别输入到所述波分复用器，所述波分复用器将两种光信号输入至待测光纤，不同波长的光在待测光纤内的背向散射光经过所述波分复用器后再分别输入所述第一环形器的第二端口和所述第二环形器的第二端口。

2.根据权利要求1所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第二光源模块包括第二激光器、声光调制器以及掺饵光纤放大器，所述第二激光器发出的连续激光经过所述声光调制器后转化为脉冲光，所述脉冲光经过所述掺饵光纤放大器放大后输入到所述第二环形器的第一端口。

3.根据权利要求2所述的光时域反射仪，其特征在于，还包括第一耦合器以及设置在所述第二激光器与所述声光调制器之间的第二耦合器，所述第二耦合器适于将所述第二激光器输入的激光分路后分别输出到所述声光调制器与所述第一耦合器，所述第一耦合器用于将所述第二环形器的第三端口输入的背向散射光与所述第二耦合器输入的光合波，然后输出到所述第二探测模块。

4.根据权利要求3所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第二探测模块为光电二极管。

5.根据权利要求3所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第一耦合器为2×2光纤耦合器，所述第二耦合器为1×2光纤耦合器。

6.根据权利要求2所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第二激光器适于发射线宽小于10kHz的激光。

7.根据权利要求1所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第一光源模块包括第一激光器，所述第一激光器为FP激光器。

8.根据权利要求1所述的光时域反射仪，其特征在于，所述第一探测模块为雪崩光电二极管。

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