專利名稱：光纖測試方法及其裝置的制作方法
技術領域：
總的來說，本發明涉及測試纖維光學系統。確切地說，本發明涉及測試光纖某些特性的方法及裝置。
為滿足人們對更高網速和處理千兆位/二次數據傳輸速率的有關帶寬的要求，比銅線纜系統昂貴許多的纖維光纜系統在LANs中變得更加盛行。這些系統所用的纖維光纜一般包括具有特殊的連接器或適配器以保證光纖端適當對準和匹配的光纖。
纖維光纜的安裝或改線任務一般落在纜線安裝承包方或家用網絡專家的肩上。在安裝這樣的纖維光纜前，要進行測試以確保光纖特性滿足工業集團如電子工業協會(EIA)和電信工業協會(TIA)為用于小區光纖網絡而建立的最低標準。這樣的特性其中包括了光纖的光強度損失、光纖長度以及帶寬能力。
一種傳統的測試方法就是光學時域反射計。光學時域反射計(OTDRs)計算并顯示出相對距離的損失并根據連接器反射、接頭、故障和光纖材料本身形成沿光纖的過程指示。但是，OTDs很昂貴并且它更多地是被優選用來測量用于電信業的長途光纖系統。
發明方案根據本發明，提供一種方法和裝置來確定單根光纖的特性。要測試的光纖在其近端上與儀器的測試口相連，所述儀器具有光源、探測器和定向耦合器。光纖遠端終止于一面鏡子處。光從光源經過定向耦合器射入光纖。光沿光纖下傳向鏡子，光在鏡子這里被反射回光纖中。反射光又經過光纖射向儀器，光在儀器這里經過定向耦合器射向探測器。測試儀具有測量電路和顯示器以便測量并顯示與光纖有關的長度和光損。可以通過把光脈沖輸入光纖中并測量反射脈沖返回探測器所耗時間來確定光纖長度。
已利用這樣的儀器令人滿意地對近一公里長的光纖實施了這些測試方法，即所述儀器被設計用于測試在與電信市場截然不同的所謂小區市場中的光纖網絡，所謂小區市場已變成是指建筑物和校園設施。
可以通過使用這樣的鏡子來提供附加測試能力，即它允許少量光經過其射向設置在其遠側上的探測器。這有助于利用經過受檢光纖的光脈沖通信，所述光纖允許在遠端上的測試結果指示器顯示出測試狀態或測試結果。
對于本領域普通技術人員來說，當結合附圖閱讀以下說明時，本發明的其它目的、特點和優點將變得一清二楚。
圖2是為獲得用于測試儀的標準值而建立的標準測試的示意圖。
圖3表示設置在光纖遠端上的鏡子。
圖4表示通過把金屬濺射到陶瓷連接器線箍上而產生的鏡子。
圖5是圖4的接頭的橫截面圖，它示出了接觸光纖的鏡面。
圖6是表示在鏡子遠側上的且用于附加測試能力的探測器的局部示意圖。
要測試的光纖或光纖耦合連線30的近端通過一個適配器32與一根短的近端光纖連接纜線34相連，而它又與儀器10的測試口16相連。光纖30的遠端同樣通過適配器36與一根短的光纖連接纜線38相連，該光纖連接纜線的遠端終止于一面反射鏡40上。光纖耦合連線30和光纖連接纜線34、38一般是每一端都帶連接器的光纖。在連接器中，光纖被嵌在具有平端面的線箍中，從而在并接的連接器之間并進而在并接的光纖之間形成了面對面接觸。連接器線箍一般由陶瓷材料制成，以便為易損的光纖端提供堅固的保護環境，但也可以采用其它材料如塑料或不銹鋼。適配器32、36包括使纖維端面對面地接觸并因而消除軸向錯位或會在系統中導致折射突變的氣隙的內對準套。按照工業標準，適配器的介入損失要求小于0.75dB/連接，但一般遠小于此。
來自光源12的光經過定向耦合器18、近端連接纜線34、光纖耦合連線30和遠端連接纜線38而到達鏡子40，它在這里通過相同路徑被反射回定向耦合器18并隨后被反射向探測器14，在探測器處，通過測量電路進行光強度測量。為了測量并確認傳輸光強度，將光沿光纖下傳并返回考慮在內地計算出光損。要記住的是，利用該方法進行的測量必須除以系數2，這是因為光沿光纖下傳并返回。就是說，探測器14接收到的原信息表現為是如果探測器14將代替鏡子地被安放在光纖遠端上而出現的光損量的兩倍。
通過把光脈沖輸入光纖30并測量反射脈沖返回探測器14所耗的時間，可以確定光纖30的長度。還要記住的是，在測量長度時，測量時間必須除以系數2。此外，與光纖30無關的路徑段如連接纜線必須從測量中減去。
參見圖2，示出了為確定在任何與儀器10和鏡子40有關的損失后收到的光強度而建立的標準測試。這種標準測試也測量從光源12到探測器14的傳播延遲時間。如此測量的傳播延遲時間可容易地被轉換成長度或距離。為簡便起見，沒有畫出儀器10的細節，但我們可以假定，其細節與

圖1所示的細節一樣。在這里，參見圖2，來自光源12的光直接被輸入鏡子40并且由探測器14來探測反射光。測量電路20作為標準值地測量出要存儲的傳播延遲時間，以便進行光纖長度測量。例如，在隨后測量與圖1的光纖30有關的長度時，存儲標準值與反射傳播延遲之差與光纖長度的兩倍成比例。
此外，參見圖2，由探測器14反射的反射光強度值被測量電路存儲起來，以便在進行光纖損失測量時被用作基準值。例如，在隨后測量與圖1的光纖30有關的損失時，存儲的光強度值和反射光強度是光纖和適配器32、36的損失的兩倍。與連接纜線34、38有關的損失是可以忽略的，適配器32、36的介入損失必須不大于在按工業標準制定的允許極限內的1.5dB總值。
鏡子40可以適當地是如此接觸光纖端的任何反射平面，即反射面平面垂直于光纖軸線，從而盡可能多的光被反射回圖3所示的光纖中，在這里，一面鏡子40設置在遠端連接纜線38的端部上。當然，沒有一面鏡子將產生100％的反射，因而會出現一些損失。但如上所述地，在建立用于儀器10的標準值時，已考慮了這種損失。
盡管鏡子可以被焊接或連接到如圖3所示的光纖上，但在本發明中，通過濺射工藝把金屬沉積到高度拋光的連接器陶瓷線箍的平面端上，從而產生了一個反射表面。參見圖4和圖5。圖4示出了金屬44被沉積到陶瓷線箍46端部上而形成鏡面的連接器局部，圖5是其橫截面圖，它示出了接觸鏡面50的光纖48。所用金屬的類型是不重要的，只要它顯示出能反射的品質就行。在所示的實施例中，約厚15000埃的鎳被沉積到陶瓷線箍的扁平拋光端上。注意，光纖48的端部直接接觸金屬反射面50，從而折射率沒有因為有氣隙而變化。沉積金屬的數量及其厚度取決于所用金屬和應用場合并且這些不是重要因素。實際上，在某些情況下，減小厚度以便讓少量光經過鏡子是有利的，以下將對這種情況進行說明。
圖6是所建立測試的局部示意圖，其中探測器60被安放在鏡子40的遠側上。通過設置允許少量光經過其射向探測器60的鏡子，可以產生附加測試能力，從而能利用不完美的鏡子。例如，有助于利用經過受檢光纖的光脈沖的通信，所述光纖允許遠端上的測試結果指示器顯示出測試狀態或測試結果。
已利用這樣的儀器令人滿意地對近一公里長的光纖進行了這些測試方法，即所述儀器被設計用于測試在與電信市場截然不同的所謂小區市場中的光纖網絡，所謂小區市場已變成是指建筑物和校園設施。此外，所述技術可以被用于單模光纖和多模光纖。但要記住的是，對于其中光源一般是激光器的測試單模光纖來說，會要求一定的隔絕以防止光線重新進入光源并破壞其正常工作。
盡管已經示出并說明了本發明的優選實施例，但對于本領域普通技術人員來說，顯然可以在不超出本發明的情況下從方方面面來進行多種改動和修改。因此，我們認為，后續權利要求書將覆蓋落入本發明實際范圍內的所有這樣的改動和修改。
權利要求
1.一種測試光纖的裝置，它包括一臺具有一個與光纖近端相連的測試口的測試儀，測試儀具有一個光源和一個通過一個定向耦合器與測試口相連的探測器；一面與光纖遠端相連的鏡子，所述鏡子沿該光纖軸向的橫向設置，以便把來自光源的光反射向探測器。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，測試儀還包括測量電路以及一個與該探測器相連的顯示器。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述測試儀存儲表示與鏡子有關的光損的標準值，所述測量電路利用該標準值和被反射向鏡子的光來計算光纖的光損。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述測試儀還存儲表示在一條從光源到探測器的光路中的且當光纖不在該光路中時的光路距離的標準值。
5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，光源產生光脈沖，所述測量電路測量其中一個光脈沖通過該光纖傳向鏡子并在經過鏡子反射后通過該光纖回傳向探測器的時間。
6.一種測試光纖的方法，它包括以下步驟(a)把一個光源和一個探測器耦合連接到光纖近端上；(b)在光纖遠端上設置一面用于把來自光源的光反射向該探測器的鏡子；(c)測量該探測器所接收的光強度。
7.如權利要求6所述的光纖測試方法，其特征在于，它還包括以下步驟(d)作為標準值地存儲鏡子在沒有光纖時所反射回來的光強度值；(e)通過進行利用該標準值和由該探測器所測量的光強度的計算來算出該光纖的光損。
8.如權利要求6所述的光纖測試方法，其特征在于，它還包括以下步驟(d)由光源把光脈沖輸入光纖的近端；(e)計算所述光脈沖經過光纖傳播向鏡子并在經過鏡子反射后經過光纖回傳向探測器的光脈沖傳播時間。
全文摘要
一種測定單根光纖的光損和長度特性的方法及裝置。要測試的光纖在其近端與一臺具有光源、探測器和定向耦合器的儀器的測試口相連。光纖的遠端結束于一面鏡子處。來自光源的光經過光纖傳播向鏡子，光在這里被反射回探測器。通過測量電路來處理結果并顯示出結果。
文檔編號G01M11/00GK1417567SQ01139600
公開日2003年5月14日 申請日期2001年12月31日 優先權日2001年1月30日
發明者T·N·特溫, J·S·博特曼 申請人:弗盧克網絡公司