Spôsob merania polarizačnej disperzie optických vlákien pomocou nízkokoherenčnej interferencie

Číslo patentu: 287543

Dátum: 27.12.2010

Autori: Turek Ivan, Káčik Daniel

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pri interferencii nízkokoherentných lúčov, z ktorých jeden prešiel vyšetrovaným optickým vláknom a druhý referenčnou linkou bez polarizačnej disperzie, sa existencia polarizačnej disperzie prejaví dvomi, prípadne viacerými oddelenými maximami závislosti kontrastu interferencie od rozdielu optických dráh interferujúcich lúčov. Pri malých rozdieloch oneskorenia lúčov rôznej polarizácie sa existencia týchto maxím prejaví rozšírením interferenčnej obálky maxima závislosti interferenčného kontrastu od rozdielu dĺžky ramien a hodnotu polarizačnej disperzie, t. j. rozdielu rýchlostí šírenia sa rôznych polarizácií, môžeme určiť práve na základe tohto rozšírenia interferenčného maxima. K vzniku jedného širokého maxima kontrastu interferencie môže dôjsť i vtedy, keď vo vyšetrovanom vlákne dochádza ku konverzii polarizačných módov. V takom prípade časové oneskorenie má hodnoty ležiace medzi hodnotami určenými rýchlosťou šírenia sa polarizačných módov a dĺžkou vyšetrovaného vlákna. Šírka výsledného interferenčného maxima je tak určená polarizačnou disperziou vyšetrovaného vlákna, spektrálnou šírkou interferujúcich lúčov a tzv. konverznou dĺžkou, t. j. dĺžkou, na ktorej dochádza ku konverzii polarizačných módov.

Text

Pozerať všetko

(19) SK 2 8 Číslo prihlášky 115-2007 Dátum podania prihlášky. 10. 9. 2007 (13) Druh dokumentu B 6 Dátum nadobudnutia účinkov patentu 4. l. 201 1 (51) Int. Cl. (201 1.01) Vesmík UPV SR č. 1/2011 Číslo príoritnej prihlášky C 0113 9/00 Dátum podania prioritnej prihlášky GOIJ 1 1/ 00 Krajina alebo regionálna GOIM 11/00 organizácia priorityÚRAD I Dátum zverejnenia prihlášky 6. 4. 2009PRIEMYSELNEHO Vestník UPV SR č. 4/2009SLOVENSKEJ REPUBLIKY patentu verejnosti 27. 12. 2010Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v pripade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Žilinská univerzita v Žiline, Žilina, SK(54) Názov Spôsob merania polarizačnej disperzie optických vlákien pomocou nízkokoherenčnej interferenciePri interferencii nízkokoherentných lúčov, z ktorých jeden prešiel vyšetrovaným optickým vláknom a druhý referenčnou linkou bez polarizačnej disperzie, sa existencia polarizačnej disperzie prejaví dvomi, prípadne viacerými oddelenými maximami závislosti kontrastu interferencie od rozdielu optických dráh interferujúcich lúčov. Pri malých rozdieloch oneskorenia lúčov rôznej polarízácie sa existencia týchto maxim prejaví rozšírením interferenčnej obálky maxíma závislosti interferenčného kontrastu od rozdielu dĺžky ramien a hodnotu polarizačnej disperzie, t. j. rozdielu rýchlostí šírenia sa rôznych polarizácií, môžeme určiť práve na základe tohto rozšírenia interferenčného maxima. K vzniku jedného širokého maxima kontrastu interferencie môže dôjsť í vtedy, keď vo vyšetrovanom vlákne dochádza ku konverzii polarizačnýeh módov. V takom prípade časové oneskorenie má hodnoty ležiace medzi hodnotami určenými rýchlosťou šírenia sa polarizačných módov a dĺžkou vyšetrovaného vlákna. Šírka výsledného interferenčného maxima je tak určená polarizačnou disperziou vyšetrovaného vlákna, spektrálnou šírkou interferujúcich lúčov a tzv. konverznou dĺžkou, t. j. dĺžkou, na ktorej dochádza ku konverzii polarizačných módov.Vynález sa týka merania vlastností optických vlákien.Polarizačné. disperzia optických vlákien (t. j. rýchlosť šírenia sa svetla závisí od polarizácie svetla, skrátene PMD) je dôležitým parametrom optických vlákien a to tak pri kontrole telekomunikačných vlákien, ktore majú mať čo najmenšiu polarizačnú disperziu, ako ipri kontrole špeciálnych vlákien (napr. polarizáciu zachovávajúcích vláknach), kedy je žiaduce, aby sa fázové konštanty optických módov s rôznou polarizáciou výrazne odlišovali.Polarizačné módová dísperzia je známa ako limitujúci faktor pre nasadzovanie optických vláknových systémov na dlhé vzdialenosti pri rýchlostiach nad IOGbit/s.V súčasnosti existuje rad metód merania polarizačnej disperzie optických vlákien, ktoré sa vyznačujú rôznym stupňom komplikovanosti a náročnosti zariadenia potrebného pri meraní PMD.PMD je možné merať pomocou metód, ktoré sú založené na reflektometrii (s využitím OTDR (Optical Time Domain Reflectometry alebo na interferometrických metódach (s využitím Michelsonovho resp. Mach Zehnderovho interferometra). V známych postupoch využívajúcich interefrenciu sa svetlo, ktoré prejde vyšetrovaným vláknom, rozdelí do ramien interferometra a sleduje sa kontrast interferencie lúčov po prechode ramenami inteferometra v závislosti od rozdielu optických dráh jednotlivých ramien. Závislosť kontrastu interferencie je v takomto pripade určená autokoreláciou rozloženia časového oneskorenia jednotlivých polarizácií a teda informácia o PMD vyšetrovaného vlákna sa získa z dekonvolúcie nameranej závislosti.Spôsob merania PMD optických vlákien podľa predkladanej prihlášky vynálezu je založený na meraní šírky oblasti rozdielu optických dráh, v ktorej sa prejavuje ínterferencia nízkokoherentných lúčov, pričom ide o interferenciu lúčov, z ktorých jeden prešiel vláknom, v ktorom sa polarizačné. disperzia má určovať a referenčného lúča, ktorý prešiel približne rovnako dlhú optickú dráhu, ale šíril sa prostredím s nulovou alebo slabou polarizačnou disperziou.Priebeh kontrastu interferenčného poľa (relatívna hodnota rozdielu intenzity interferenčného poľa v maxime interferencie a v jeho rninime) v závislosti od rozdielu optických dráh ínterferujúcich lúčov má maximálnu hodnotu, ked oneskorenie lúčov je rovnaké (keď oba lúče prejdú rovnakú optickú dráhu). Pri zmene optickej dráhy jedného lúča (spravidla referenčného lúča) kontrast interferenčného poľa sa mení a pri značnej odlišnosti optických dráh sa stáva nulovým (ínterferencia sa nepozoruje). Šírka oblasti rozdielu optických dráh, V ktorej je kontrast interferencie rôzny od nuly, je pri nulovej polarizačnej disperzii oboch ramien určená spektrálnou šírkou interferujúcich lúčov. Ked však niektoré rameno má polarizačnú disperziu, vzájomné oneskorenie lúčov je odlišné pre rôzne polarízácie. Keď je pri meraní použité prirodzené svetlo, t. j. svetlo pozostávajúce z oboch polarizácií, polarizačné disperzia niektorého z lúčov sa môže prejaviť existenciou maxim interferencíe pri dvoch alebo viacerých dlžkach referenčného lúča (rozdielu dĺžky optickej dráhy ínterferujúcich lúčov). Odľahlosť týchto maxim závisí od polarizačnej disperzie, takže sa polarizačná disperzia dá z ich odľahlosti bezprostredne určiť.Existencia polarizačnej disperzie sa nemusí prejaviť priamo dvomi oddelenými maximami. Pri malých rozdieloch oneskorenia lúčov rôznej polarizácie sa existencia viacerých maxim súvisiacich s polarizačnou disperziou prejaví rozšírením maxima závislosti interferenčného kontrastu od rozdielu optických dráh a hodnotu rozdielu rýchlostí šírenia sa rôznych polarizácií môžeme určiť práve na základe tohto rozšírenia ínterferenčnćho maxima.K vzniku jedného širokého maxima kontrastu interferencie môže dôjsť ipri značnej polarizačnej disperzii. Je tomu tak vtedy, ked vo vyšetrovanom vlákne dochádza ku konverzii polarizačných módov. V takom prípade sa optické pole v časti vlákna šíri ako pole s jednou polarizáciou, v inej časti s inou polarizáciou. Casové oneskorenie má tak hodnoty ležiace medzi hodnotami určenými rýchlosťou šírenia sa polarizačných módov a dĺžkou vyšetrovaného vlákna. Rozšírenie výsledného interferenčného maxima, resp. odľahlosť jed» notlívých maxim, je tak určená polarizačnou disperziou vyšetrovaného vlákna a tzv. konverznou dĺžkou, t. j. dĺžkou, na ktorej dochádza ku konverzii polarizačných módov.Realizovať predkladaný spôsob určovania polarizačnej disperzie možno napríklad pomocou Michalsonovho interferometra v usporiadaní uvedenom na obr. l. V tomto usporiadam ako zdroj svetla nízkej koherencie slúži halogénová žiarovka l, zo spektra ktorej monochromátor g vyberie oblasť spektra so šírkou Ak. Deličom g, ktorý slúži iako zlučovač, sa lúč z monochromátoru rozdelí do oboch ramien interferometra,z ktorých jedno obsahuje vyšetrované vlákno A a druhé obsahuje referenčnú linku realizovaná napríklad ako vzduchová linka, ktorá obsahuje objektív j a zrkadlo Q, ktorého poloha sa v záujme zmeny dĺžky linky dá meniť. Po odraze na zrkadlách (i sa lúče v delíči (zlučovači) 3 spájajú a prechádzajú do detektora svetla 1 a záznamového zariadenia 5.Závislosť interferenčného kontrastu interferencie od dĺžky referenčnej vzduchovej linky na dvoch odlišných vláknach (pri rovnakej strednej vlnovej dĺžke a rovnakej šírke spektra Ak) je uvedená na obr. 2. Závislosť g na obr. 2 je získaná s vláknom relatívne veľkej polarízačnej disperzie, závislosť Q uvedená na obr. 2 je získaná na telekomunikačnom vlákne s (zanedbateľne) malou polarizačnou disperziou.1. Spôsob merania polarizačnej dísperzie optických vlákien pomocou kontrastu nízko koherenčnej interferencie optických vĺn, v y z n a č u j ú ci s a t ý m , že sa zmeria kontrast interferencie vlny, ktorá prešla vláknom, v ktorom sa má polarizačná disperzia určiť a referenčnej vlny, ktorá prešla približne rovnako dlhou optickou dráhou, ale s nulovou alebo malou polarizačnou disperziou, v závislosti od rozdielu optických dráh interferujúcich vĺn a polarizačné disperzia vyšetrovaného vlákna sa určí na základe zmeranej závislosti kontrastu interferencie týchto lúčov od rozdielu optických dráh interferujúcich vln, šírky ich spektra a dĺžky vlákna, ktorého polarizačné disperzia sa určuje.9 0.5- 0.4- a) 0.2- b) O IJ 1 .1 4 J 1 5.15 sa 5.25 a. 6.35 5.4 , 5.45 5.5 5.55 5.5 zmena dlžky referenčneho ramena mm Obr. 2

MPK / Značky

MPK: G01B 9/00, G01J 11/00, G01M 11/00

Značky: optických, pomocou, disperzie, spôsob, interferencie, vlákien, nízkokoherenčnej, polarizačnej, merania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-287543-sposob-merania-polarizacnej-disperzie-optickych-vlakien-pomocou-nizkokoherencnej-interferencie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob merania polarizačnej disperzie optických vlákien pomocou nízkokoherenčnej interferencie</a>

Podobne patenty