Измерение межмодовой дисперсии в коротких отрезках многомодовых волоконных световодов
Another Title
Measurement of Intermode Dispersion in Short Sections of Multimode Optical Fiber Guides
Bibliographic entry
Поляков, А. В. Измерение межмодовой дисперсии в коротких отрезках многомодовых волоконных световодов = Measurement of Intermode Dispersion in Short Sections of Multimode Optical Fiber Guides / А. В. Поляков, А. А. Каваленя // Приборы и методы измерений. – 2026. – № 2. – С. 177-186.
Abstract
На практике зачастую встаёт задача измерения межмодовой дисперсии в коротких отрезках (от единиц до десятков метров) многомодовых волоконных световодов. Используемые способы на основе интерферометров Маха–Цендера обладают типичными недостатками, присущими интерферометрическим методам измерений. Цель работы – разработка и экспериментальная реализация рециркуляционного метода определения межмодовой дисперсии в коротких отрезках многомодовых волоконных световодов и оценка погрешности измерений. Проведены исследования рециркуляционного способа измерения межмодовой дисперсии в многомодовых волоконных световодах. Данный метод заключается в измерении разности частот рециркуляции, которые формируются «быстрыми» модами, распространяющимися вдоль оптической оси волоконного световода, и наиболее «медленными», распространяющимися под максимальным углом к оси. Разработан экспериментальный стенд оптоэлектронной рециркуляционной системы, обеспечивающий циркуляцию одиночного оптического импульса с периодическим восстановлением по амплитуде, форме и длительности. Получены зависимости относительной долговременной нестабильности частоты рециркуляции при изменении величины постоянной составляющей тока накачки полупроводникового инжекционного лазера и порога срабатывания компаратора. Установлено, что частота рециркуляции стабилизируется не ранее, чем через 20 мин после запуска рециркуляции в условиях эксперимента, при этом достигается максимальное значение относительной долговременной нестабильности не более 3,5·10–6 при длине многомодового волоконного световода 50 м. При анализе учитывалось изменение задержки срабатывания лавинного фотодиода, связанное с увеличением коэффициента лавинного умножения. Показана эффективность предлагаемого метода при определении межмодовой дисперсии коротких отрезков многомодовых волоконных световодов, для тестового градиентного волокна Corning Inficor 600 50/125 погрешность составила 7 %. Используя полученные данные и решая обратную задачу по восстановлению профиля показателя преломления, получено, что для данного типа многомодового волоконного световода параметр профиля показателя преломления равняется α = 1,96.
Abstract in another language
Measuring the intermode dispersion in short sections (from units to tens meters in length) of multimode optical fibers is often an actual task. Мethods used based on Mach–Zehnder interferometers have typical disadvantages inherent for interferometric measurement methods. Рurpose of the paper was to develop and experimentally implement a recirculation method for determining the intermode dispersion in short sections of multimode optical fibers and to estimate the measurement error. The recirculation method for measuring the intermode dispersion of multimode optical fibers has been studied. This method consists of measuring the difference in recirculation frequencies, which are formed by the "fast" modes propagating along the optical axis of the fiber and the "slowest" ones propagating at the maximum angle to the axis. An experimental stand of an optoelectronic recirculation system has been developed, providing circulation of a single optical pulse with periodic restoration in amplitude, shape and duration. Dependences of the relative longterm instability of the recirculation frequency with a change in the value of the constant component of the pump current of a semiconductor injection laser and the comparator response threshold have been obtained. It was found that the recirculation frequency stabilizes no earlier than 20 min after the start of recirculation under the experimental conditions, while the maximum value of the relative long-term instability was achieved no more than 3.5·10–6 at a length of multimode optical fibers as 50 m. The analysis took into account change in the response delay of the avalanche photodiode associated with the increase in the avalanche multiplication coefficient. Efficiency of the proposed method in determining the intermode dispersion of short sections of multimode optical fibers was shown; for the test gradient fiber Corning Inficor 600 50/125, the error was 7 %. Using the obtained data and solving the inverse problem of restoring the refractive index profile, it was found that for this type of multimode optical fibers, the refractive index profile parameter was equal to α = 1.96.
View/
Collections
- Т. 17, № 2[9]