Способ определения оптических и теплофизических характеристик оптических волокон

4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН 39-4 ЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИХАРАКТЕРИСТИК ОПОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ОПРЕЙ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИ ТИЧЕСКИХ ВОЛОКО (57) Изобретение отФизических парамет жет быть.использова кого поглощения и те оптических волокон. повышение точности носится к области определения ров оптических деталей и моо для определения оптичесплофизических характеристик Целью изобетения является измерения характеристик воВ) Я 3 (11) 1561667 А 151) 5 001521 59 локон с использованием оптико-акустической камеры с микрофоном, которая регистрирует сигнал, появляющийся при пропускании через волокно модулированного светового потока заданного спектрального диапазона. Изобретение реализует термически тонкую камеру, в которой разница между поперечным размером рабочего объема камеры и диаметром волокна не превышает одной трети длины тепловой волны в газе при используемой частоте модуляции. При этом несмотря на тепловые потери, сигнал увеличивается за счет более эффективного прогрева всего объема камеры и не зависит от положения волокна в ней. 1 ил.1561667 45 тем, что, с целью повышения точности измерений, частоту модуляции или размерыкамеры выбирают так, что выполняется условиеб 1 - й2 чаЖ50 где б 1- поперечный размер рабочего обьема камеры;бг - диаметр волокна;ац - температуропроводность газа в камере;1 - частота модуляции светового потока,Изобретение относится к области определения физических параметров влияющих на процессы выделения и распространения тепла. и может быть использовано для определения оптического поглощения и тепло- физических характеристик оптических волокон,Целью изобретения является повышение точности измерений.Способ осуществляется с помощью устройства, показанного на чертеже. Оно содержит источник 1 излучения - лазер, модулятор 2, линзу 3, образец оптического волокна 4, оптико-акустическую камеру 5 с микрофоном и предусилителем, измеритель 6 мощности излучения, пару светодиод-фотодиод 7 для создания опорного сигнала, частотомер 8, синхронный усилитель 9, цифровые вольтметры 10,Для реализации способа дополнительно определяют область частот модуляции или подбирают размеры камеры, чтобы выполнялось условиеб 1 - б 22 /а 7 Згде б 1 - поперечный размер рабочего обьема камеры; б 2 - диаметр волокна; ап - температуропроводность газа в камере; 1 - частота модуляции светового потока.Устройство работает следующим образом,Модулированное излучение линзой 3 фокусируют на торец волокна 4, Излучение частично поглощается в образце волокна. Тепловая волна ат волокна нагревает газ в камере, что вызь 1 вает колебания давления, регистрируемые микрофоном. Сигнал с микрофона предварительно усиливается пред- усилителем и поступает на вход синхронного усилителя 9, Опорный сигнал с фотодиода 7 поступает на вход синхронного усилителя 9 и на частотомер 8. К двум выходам синхронного усилителя 9 подсоединены два вольтметра 10, которые служат для Ф ар мула изобретен и яСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, заключающийся в том, что пропускают через волокна, помещенное в оптико-акустическую камеру с микрофоном, модулированный световой поток заданного спектрального диапазона и регистрируют соответствующий сигнал с микрофона, отличающийся 5 10 15 20 25 30 35 40 измерения синфазной Од и квадратурной Ов составляющих сигнала. Фазовый сдвиг определяют как р = агсщОд/Ов,Изменяя частоту модуляции в диапазоне 12 - 50 Гц, установили, что если б 1 бг2 ЩЗ, вариации в величине сигнала не превышают 30;6, а фазового сдвига 1 - 2 при изменении положения волокна относительно оси - измерительной камеры, что позволяет проводить измерения с укаэанной погрешностью.Устанавливая в камеру диаметром 1 мм образцы волокон с разным заранее известным уровнем потерь на поглощение, получили, что отношение сигналов соответствуют отношению потерь на поглощение, т.е, способ позволяет проводить количественные измерения поглощения,При использовании способа определения оптических и теплофизических характеристик оптических волокон повышается точность измерений, так как изменение положения волокна в камере не изменяет параметров регистрируемого сигнала; упрощается подготовка к измерениям благодаря тому, что не нужно обеспечивать натяжение волокна вдоль оси камеры; повышается точность измерений за счет повышения в несколько раз (в эксперименте в 3 раза) уровня сигнала, что увеличивает отношение сигнал/шума,(56) Захаров А,В. и др, Об измерении световых потерь в волоконно-оптических свето- водах фотоакустическим методом, В кн,: Тезисы докладов Х Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, Ч.1, Киев, 1986, с,265,СЬагбоп О., Нцагб Я.,1, - "АЬзогрбоп оззез апб Феггпа бЛазч 1 у о 1 ароса ПЬегз пчез 09 атеб Ьу рЬототЬегва гпейобз; Феагу апб ехрегнпепсз" - Сапабап, . Роуз, 1983, ч. 61, йг 9, р.1334-1346.1561667 оставитель И, Никулинехред М,Моргентал Корректор С. Юс Редактор акаэ 3192 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущскал наб., 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101