Метод оберненого релеєвського розсіювання

 

Цей метод набуває все більшого поширення завдяки ряду переваг:

- дає можливість визначити затухання між будь-якими двома точками СВ,

- дає інформацію про розподіл затухання по довжині СВ,

- дає можливість визначити віддаль до локалізованих місць пошкодження СВ.

В основі методу лежить ефект релеєвського розсіювання випромінювання на флуктуаціях густини матеріалу СВ і концентрації легуючих домішок, характерні розміри яких не перевищують довжину хвилі.

Якщо припустити, що у СВ вводиться прямокутний оптичний імпульс потужності і протяжності , то потужність розсіяного у зворотному напрямку випромінювання буде складати

 

, (5.44)

 

де – довільна точка на довжині СВ,

– потужність випромінювання в цій точці,

– ефективний коефіцієнт розсіювання,

– фактор оберненого розсіювання, який визначає долю потужності, що захоплюється апертурою СВ для каналізації в зворотному напрямку.

Потужність пов’язана з вхідною потужністю співвідношенням

 

, (5.45)

 

а потужність, яка повертається назад

 

, (5.46)

 

де , – середнє затухання на ділянці (0,z) в прямому і зворотному напрямках, що визначається співвідношенням

, (5.47)

де – миттєве затухання, яке залежить від модового складу випромінювання.

Тому в загальному випадку

і . (5.48)

 

Оскільки аналіз зворотного сигналу проводиться в часі, то (5.46) можна переписати у вигляді

 

, (5.49)

 

де – групова швидкість хвилі,

– протяжність імпульсу.

Збільшення тривалості імпульсу приводить до збільшення динамічного діапазону і точності вимірювань. Однак роздільна здатність (точність визначення місця пошкодження) при цьому падає.

Крива потужності зворотного імпульсу називається рефлектограмою, а прилади для вимірювання – оптичними рефлектометрами.

Найбільший вплив на здійснюють варіації числової апертури по довжині СВ і зміни діаметра серцевини.

 

1. Методи вимірювання поперечних геометричних параметрів оптичних волокон.

 

На даний час найбільш перспективними і ефективними методами вимірювання геометричних параметрів СВ є оптичні методи. Вони характеризуються надзвичайною різноманітністю і досить простою фізичною реалізацією.

Як відомо з теорії дифракції хвиль, точність відтворення розмірів об’єктів при їх зондуванні пропорційна величині , де – мінімальний лінійний розмір, – довжина хвилі зондую чого випромінювання.

Тому хвилі оптичного діапазону забезпечують значно вищу точність вимірювань геометричних параметрів, ніж хвилі ультразвукового і радіодіапазонів.

Процес вимірювання геометричних параметрів складається з трьох стадій:

- формування опромінюючого пучка,

- взаємодія пучка з об’єктом вимірювання,

- формування зони реєстрації інформативного сигналу.

Всі існуючі методи можна розкласти на три групи:

- опромінення вузьким пучком з реєстрацією інформативного сигналу в ближній зоні,

- опромінення широким пучком з реєстрацією інформативного сигналу в ближній зоні,

- опромінення широким пучком з реєстрацією інформативного сигналу в дальній зоні.

Водночас серед них можна виділити методи вимірювання

- поперечних геометричних параметрів,

- повздовжних геометричних параметрів.

Розглянемо декілька методів вимірювання з надзвичайно великої кількості можливих.