一种通信光纤宏弯损耗测试装置及测试方法与流程

本发明涉及光纤测试技术领域，具体涉及一种通信光纤宏弯损耗测试装置及测试方法。

背景技术：

光纤由于抗干扰能力强、质量轻、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、安全可靠等优点，在光纤通信和光纤传感领域发展迅速。在实际使用过程中，光纤很容易发生弯曲产生宏弯损耗，对长距离的光信号传输非常不利，因此，对光纤的宏弯损耗进行测试，了解光纤的宏弯损耗性能，对光纤通信具有重要意义。现有的光纤宏弯损耗测试装置和测试方法为挑选一种特定外径且直径均匀的圆柱状绕线柱，将待测光纤按照需要的圈数均匀的缠绕在绕线柱上固定后进行测量，但上述装置和方法存在如下问题：一、通信光纤的宏弯损耗随波长的增加和弯曲半径的减少而增大，在弯曲半径情况下对光纤的宏弯损耗进行测试时，针对同一个测试样品、在相同测试条件下，多次测试结果会出现较大差异，引起该差异的主要原因是弯曲条件下辐射出纤芯的辐射模经过光纤芯与包层、包层与光纤涂层、光纤涂层与空气界面多次反射回到纤芯，与传输模产生耦合，在特定的条件下会出现干涉加强或减弱的现象，称为whisperinggallerymodes(简称w波)的影响。受该现象的影响，在进行光纤的宏弯损耗测试时，将会出现宏弯损耗振荡现象，导致宏弯损耗测试结果不稳定和不准确。二、将待测光纤按照需要的圈数均匀的缠绕在绕线柱上固定后进行测量时，光纤样品固定时的侧压力大小、绕圈大小是否适宜、有无形成椭圆、有无形成绕圈张力等都会对测试结果造成影响，特别是在一圆柱上连续绕多圈的过程中，会形成多个单向扭，易产生新的损耗，引入新的误差，降低测量结果的可靠性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是抑制w波及单向扭对测试结果的影响，实现对通信光纤宏弯损耗的准确、稳定、可靠测试，目的在于提供一种光纤宏弯损耗测试装置及测试方法，解决当前测试装置及测试方法测量不准确、稳定性差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种光纤宏弯损耗测试装置，包括底板，底板上设有环形槽，所述环形槽为圆环状，环形槽内径与光纤测试要求的直径相对应。

特别地，所述环形槽的数量为1。

特别地，所述底板上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽，所述导向槽与环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽。

特别地，所述环形槽的数量为n，n为大于、等于2的偶数，n个环形槽等径，每2个环形槽为1组，每组中的2个环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽，当n为大于2的偶数时，每组环形槽在底板上均匀分布。

特别地，所述底板上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽，所述每个凹槽均投影在导向槽上。

特别地，所述环形槽内填充有检测液，所述检测液的光折射率大于待测光纤涂层和/或光纤包层的光折射率。

一种采用上述光纤宏弯损耗测试装置进行光纤宏弯损耗测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将待测光纤置于环形槽中，按照测试要求的圈数绕圈；

b、采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

特别地，当所述光纤宏弯损耗测试装置底板上设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽和1个环形槽，导向槽与环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽时，所述步骤a具体包括：将待测光纤一端固定，另一端沿导向槽进行铺设，至凹槽处开始沿环形槽绕圈铺设，重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求的圈数回到凹槽处时，再沿导向槽的另一端出来。

特别地，当所述光纤宏弯损耗测试装置底板上设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽和2个环形槽，所述2个环形槽等径且外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽，凹槽投影在导向槽上时，所述步骤a具体包括：将待测光纤一端固定，另一端沿导向槽进行铺设，至凹槽处先沿一个环形槽绕圈铺设，回到凹槽处后再沿另一个环形槽绕圈铺设，在两个环形槽绕圈铺设的绕向相反，重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求的圈数回到凹槽处时，再沿导向槽的另一端出来。

特别地，当所述光纤宏弯损耗测试装置底板上设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽和n个环形槽，n为大于2的偶数，n个环形槽等径，每2个环形槽为1组，每组环形槽在底板上均匀分布，每组中的2个环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽，每个凹槽均投影在导向槽上时，所述步骤a具体包括：将待测光纤一端固定，另一端从导向槽的一端进入，沿导向槽进行铺设，之后依次在每组环形槽绕圈，重复绕圈动作直至圈数达到测试要求的圈数回到凹槽处时，再沿导向槽的另一端出来，所述在每组的环形槽上绕圈的动作具体为在2个环形槽的凹槽处先沿一个环形槽绕圈，回到凹槽处后再沿另一个环形槽绕圈，再次回到凹槽，在两个环形槽的绕向相反。

特别地，所述环形槽中填充有检测液，待测光纤浸入检测液中进行测试。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明所述一种光纤宏弯损耗测试装置及测试方法，将待测光纤按照测试要求的圈数在填充有检测液的环形槽中绕圈，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤的宏弯损耗进行测试，从而抑制w波及单向扭对测试结果的影响，获得光纤宏弯损耗的真实数值，保证了光纤宏弯损耗测试的准确性、稳定性和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1提供的通信光纤宏弯损耗测试装置结构图。

图2为本发明实施例1提供的存在w波干扰时光纤内部光折射结构图。

图3为本发明实施例1提供的采用肉桂酸乙酯作为检测液时获得的光纤宏弯损耗测试结果。

图4为本发明实施例1提供的采用甘油作为检测液时获得的光纤宏弯损耗测试结果。

图5为本发明实施例2提供的光纤宏弯损耗测试装置结构图。

图6为本发明实施例3提供的光纤宏弯损耗测试装置结构图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-底板，2-环形槽，3-导向槽，4-凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例公开了一种通信光纤宏弯损耗测试装置及测试方法。

如图1所示，图1为本发明实施例1提供的光纤宏弯损耗测试装置结构图。

所述光纤宏弯损耗测试装置包括底板1，底板1上设有1个环形槽2，环形槽2内径与光纤测试要求的直径相对应。

本实施例的一种优选实施方式为环形槽2中填充有检测液，检测液的光折射率大于待测光纤涂层和/或光纤包层的光折射率，待测光纤浸入检测液中进行测试。

本实施例的一种优选实施方式为底板1上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3，导向槽3与环形槽2外圆周相切，切点处设有凹槽4。所述凹槽4保证导向槽3与环形槽2连通，并凹槽4大小保证待测光纤通过即可。需要说明的是导向槽3在本发明中的作用为方便待测光纤放入环形槽，故其设置为两端分别向底板1的两个侧边延伸。因环形槽2与导向槽3连通，故当环形槽2中填充有检测液时，导向槽3中同样填充有检测液，为避免检测液溢出底板，导向槽3在底板1的两个侧边可设置堵头。进一步，在避免检测液溢出底板的同时，进一步避免待测光纤在底板1上进出过程中出现大角度弯折，导向槽3可不延伸至底板1的侧边，在导向槽3内靠近底板1侧边的位置设置斜坡，待测光纤沿斜坡铺设出去。

本实施例的一种优选实施方式为所述环形槽2和导向槽3均采用光纤外径的1倍及以上设置u形槽深度和宽度。

本实施例的一种优选实施方式为所述光纤宏弯损耗测试装置还包括设置于环形槽上方的盖板，所述盖板在本发明中的作用为将底板完全覆盖、防止光纤在环形槽中产生弯曲，同时保证光纤完全浸入检测液中，现有技术中能实现该功能的盖板均可在本实施例中使用，附图中未进行标识。

采用上述通信光纤宏弯损耗测试装置进行光纤宏弯损耗测试的方法具体包括：

s1、将待测光纤置于环形槽中，按照测试要求的圈数绕圈；

s2、采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

本实施例的一种优选实施方式为当底板1上设有1个环形槽2时，所述步骤s1具体为将待测光纤一端固定，另一端沿环形槽2绕圈铺设，重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求的圈数时从环形槽2出来。

本实施例的一种优选实施方式为环形槽2中填充有检测液，待测光纤浸入检测液中进行测试。

进一步，本实施例的一种优选实施方式为当底板1上设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3和1个环形槽2，导向槽3与环形槽2外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽4时，所述步骤s1具体为将待测光纤一端固定，另一端沿导向槽3进行铺设，至凹槽4处开始沿环形槽2绕圈铺设，重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求的圈数回到凹槽4时，再沿导向槽3的另一端出来。其中，待测光纤完全浸入检测液中进行测试。

进一步，本实施例的一种优选实施方式为当所述光纤宏弯损耗测试装置还设有盖板时，将待测光纤置于填充有检测液的环形槽中，按照测试要求的圈数绕圈后，将盖板覆盖在整个底板上，再对待测光纤宏弯损耗进行测试。

本实施例的工作原理为：光纤由二氧化硅玻璃制成，光吸收和散射是引起损耗的因素，另一个引起光损耗的因素是光纤的弯曲，它导致全反射条件的破坏。通信光纤中宏弯损耗随波长的增加和弯曲半径的减小而增大。在小弯曲半径情况下对通信光纤的宏弯损耗进行测试时，针对同一个测试样品、在相同测试条件下，多次测试结果会出现较大差异。引起该差异的主要原因是弯曲条件下辐射出纤芯的辐射模经过光纤芯与包层、包层与光纤涂层、光纤涂层与空气界面多次反射回到纤芯，与传输模产生耦合，在特定的条件下会出现干涉加强或减弱的现象，称为whisperinggallerymodes(简称w波)的影响。如图2所示，图2为本发明实施例1提供的存在w波干扰时通信光纤结构图。受该现象的影响，在进行通信光纤的宏弯损耗测试时，将会出现宏弯损耗振荡现象，导致宏弯损耗测试结果不准确

为了抑制通信光纤宏弯损耗测试过程中w波的存在对测试结果产生的干扰，将待测光纤置于光折射率大于等于光纤涂层和光纤包层中任一的光折射率的检测液中进行测试，则可实现对泄露出光纤的光功率的吸收，避免辐射出纤芯的辐射模经过光纤芯与包层、包层与光纤涂层、光纤涂层与空气界面多次反射回到纤芯，与传输模产生耦合，从而抑制w波对测试的影响，获得光纤宏弯损耗的真实数值。

光折射率不同的介质对于光功率的吸收效果不同，通信光纤的涂层的光折射率通常为1.5，肉桂酸乙酯的光折射率为1.567，同时肉桂酸乙酯具有易获得、价格便宜、无危害的特点，本实施例采用肉桂酸乙酯作为检测液，在环形槽中填充肉桂酸乙酯，将待测光纤置于肉桂酸乙酯中进行测试，既可以吸收泄露出光纤包层的光功率，又可以对泄露出光纤涂层的光功率进行有效吸收，抑制w波对测试的影响，获得的测试结果准确性、稳定性更高。

图3为本发明实施例1提供的采用肉桂酸乙酯作为检测液时获得的光纤宏弯损耗测试结果。

图3中虚线所示曲线为将g.657.a2光纤置于空气中获得的波长及宏弯损耗对应曲线图，实线所示为将g.657.a2光纤置于肉桂酸乙酯中获得的波长及宏弯损耗对应曲线图，通过两条曲线的对比可以看出，将g.657.a2光纤置于肉桂酸乙酯中获得的测试结果曲线更为平滑，消除了宏弯损耗随波长的振荡现象，抑制了w波产生的影响，从而获得宏弯损耗的真实数值，保证了宏弯损耗测试的准确性。

甘油同样具有易获得、价格便宜、无危害的特点，同时，甘油的光折射率为1.4746，甘油的光折射率大于光纤包层且小于光纤涂层的光折射率，为获取更为稳定的测试结果，剥除光纤涂层后再将其置于光功率吸收剂中进行测试。故本实施例也可采用甘油作为检测液填充在环形槽中进行测试，可以吸收泄露出光纤包层的光功率，抑制w波对测试的影响，获得的测试结果准确性、稳定性更高。

图4为本发明实施例1提供的采用甘油作为检测液时获得的光纤宏弯损耗测试结果。

图4中虚线所示曲线为将g.657.a2光纤置于空气中获得的波长及宏弯损耗对应曲线图，实线所示为将g.657.a2光纤剥除涂层后置于甘油中获得的波长及宏弯损耗对应曲线图，通过两条曲线的对比可以看出，将g.657.a2光纤剥除涂层后置于甘油中获得的测试结果曲线更为平滑，消除了宏弯损耗宏弯损耗随波长的振荡现象，抑制了w波产生的影响，从而获得宏弯损耗的真实数值，保证了宏弯损耗测试的准确性。

需要说明的是，本实施例中所述检测液包括但并不局限于上述两种材质，采用其他光折射率大于光纤包层和/或光纤涂层的光折射率的材质同样有助于提高光纤宏弯损耗测试的准确性和稳定性。

关于光纤宏弯损耗的测试，在国家标准gb/t9771.3-2008中有两处描述，其一为：光纤以30mm半径松绕100圈，在1625nm测得的宏弯损耗应不超过0.1db；其二为：为了保证弯曲损耗易于测量和测量准确度，可用1圈或几圈小半径环光纤代替100圈光纤进行试验，在此情况下，绕的圈数环的半径和最大允许的弯曲损耗都应该与30mm半径100圈试验的损耗值相适应。

在国家标准gb/t9771.7-2012中b6类单模光纤由于宏弯损耗随波长增加，选择了1550nm和1625nm两个长波长处的宏弯损耗作为指标。为了保证宏弯损耗易于测量和测量准确度，可用其他弯曲半径和圈数进行试验，在此情况下，绕的圈数、环的半径和最大允许的宏弯损耗，都应该与表中的指标相适应。

本实施例将待测光纤沿圆形环形槽进行绕圈铺设，与上述标准中均采用将待测光纤缠绕在圆柱上的方式进行测试相比，各圈之间的缠绕半径差异较小，绕圈更加均匀，从而进一步减小测试误差，保证测量的准确性和稳定性。

基于上述标准，本实施例的一种具体实施方式为在底板1上设置方便待测光纤放入环形槽的导向槽3和1个环形槽2，第一导向槽3与环形槽2连通，按照φ15mm设置环形槽2的内径，按照光纤外径的1倍以上设置环形槽2的深度和宽度，将待测光纤一端固定，另一端沿导向槽3进行铺设，至凹槽4处开始沿环形槽2绕圈铺设1圈后回到凹槽4，再沿导向槽3的另一端出来，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

需要说明的是，根据测试要求，上述实施方式中待测光纤可在环形槽2内重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求圈数后出来，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

需要说明的是，上述具体实施方式中，进一步的，环形槽2和导向槽3内填充检测液，将待测光纤完全浸入检测液中进行检测，进一步消除了宏弯损耗随波长的振荡现象，抑制了w波产生的影响，从而获得宏弯损耗的真实数值，保证了宏弯损耗测试的准确性。

实施例2

如图5所示，图5为本发明实施例2提供的光纤宏弯损耗测试装置结构图。

本实施例2与实施例1所述的光纤宏弯损耗测试装置的区别为底板1上环形槽2的数量为2个，所述2个环形槽等径且外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽4，底板1上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3，凹槽投影在导向槽3上，所述凹槽4保证2个环形槽及导向槽三者连通，并且凹槽大小保证待测光纤通过即可。

相应地，本实施例2与实施例1所述的光纤宏弯损耗测试方法的区别为待测光纤一端固定后，另一端沿导向槽3进行铺设，至凹槽4处先沿一个环形槽绕圈铺设，回到凹槽4处后再沿另一个环形槽绕圈铺设，两个环形槽绕圈铺设的绕向相反，重复绕圈铺设动作直至绕圈数达到测试要求的圈数时沿导向槽3的另一端出来。

基于实施例1中光纤宏弯损耗测试的国家标准，本实施例2的一种具体实施方式为在底板1上设置2个环形槽2，2个环形槽等径且外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽4，底板1上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3，凹槽4投影在导向槽3上，按照φ15mm设置环形槽内径，按照光纤外径的1倍以上设置环形槽深度和宽度，将待测光纤一端固定，另一端沿导向槽3进行铺设，至凹槽4处先沿一个环形槽绕圈铺设，回到凹槽4处后再沿另一个环形槽绕圈铺设，再次回到凹槽4处沿导向槽3的另一端出来，在两个环形槽绕圈铺设的绕向相反，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

需要说明的是，根据测试要求，上述实施方式中待测光纤可在两个环形槽重复8字型绕圈铺设动作直至各个环形槽的绕圈数的和达到测试要求圈数后出来，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

上述2个具体实施方式中采用8字型的绕圈方式可以退掉光纤在测试过程中连续沿同一圆柱绕圈带来的单向扭，获得光纤宏弯损耗的真实数值，保证了测试的准确性、稳定性和可靠性。

需要说明的是，上述2个具体实施方式中，进一步的，环形槽2和导向槽3内填充检测液，将待测光纤完全浸入检测液中进行检测，进一步消除了宏弯损耗随波长的振荡现象，抑制了w波产生的影响，从而获得宏弯损耗的更加真实的数值，保证了宏弯损耗测试的准确性。

实施例3

如图6所示，图6为本发明实施例3提供的光纤宏弯损耗测试装置结构图。

本实施例3与实施例1所述的光纤宏弯损耗测试装置的区别为底板1上环形槽2的数量为10，10个环形槽等径，每2个环形槽为1组，5组环形槽在底板1上均匀分布，每组中的2个环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽4，底板上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3，每个凹槽均投影在导向槽3上，所述凹槽4保证每组的2个环形槽与导向槽三者连通，并且凹槽大小保证待测光纤通过即可。

相应地，本实施例3与实施例1所述的光纤宏弯损耗测试方法的区别为将待测光纤一端固定，另一端从导向槽3的一端进入，沿导向槽3进行铺设，之后依次在每组环形槽绕圈，重复绕圈动作直至圈数达到测试要求的圈数时沿导向槽3的另一端出来，所述在每组的环形槽上绕圈的动作具体为在凹槽4处先沿一个环形槽绕圈，回到凹槽4处后再沿另一个环形槽绕圈，再次回到凹槽4，两个环形槽的绕向相反，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

基于实施例1中光纤宏弯损耗测试的国家标准，本实施例3的一种具体实施方式为在底板上设置10个环形槽，10个环形槽等径，每2个环形槽为1组，5组环形槽在底板1上均匀分布，每组中的2个环形槽外圆周相切，切点处设有方便光纤通过的凹槽4，底板1上还设有方便待测光纤放入环形槽的导向槽3，每个凹槽均投影在导向槽3上，按照φ15mm设置每个环形槽内径，按照光纤外径的1倍以上设置环形槽深度和宽度，将待测光纤一端固定，另一端从导向槽3的一端进入，沿导向槽3进行铺设，之后依次在5组填充检测液的环形槽绕圈，第5组绕圈结束回到第5组的凹槽后沿导向槽3的另一端出来，所述在每组的环形槽上绕圈的动作具体为在2个环形槽的凹槽4处先沿一个环形槽绕圈，回到凹槽4处后再沿另一个环形槽绕圈，再次回到凹槽4处，两个环形槽的绕向相反，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。

基于实施例1中光纤宏弯损耗测试的国家标准，与上述具体实施方式同理，本实施例3还可以在底板上设置100个环形槽，每2个环形槽为1组，50组环形槽在底板1上均匀分布，按照φ60mm设置每个环形槽内径，按照光纤外径的1倍以上设置每个环形槽宽度，待测光纤经50组绕圈结束后沿导向槽出来，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤宏弯损耗进行测试。或者也可以采用10块设有5组环形槽的底板，待测光纤经50组绕圈后进行测试。

上述2个具体实施方式中采用连续8字型的绕圈方式可以退掉在测试中沿同一圆柱绕圈带来的单向扭，获得光纤宏弯损耗的真实数值，保证了测试的准确性、稳定性和可靠性。

如下表所示，下表为在φ15mm的圆柱上绕一圈和在如图6所示的具有10个φ15mm内径的环形槽的测试装置上，采用8字型的绕圈方式进行光纤宏弯损耗测试获得的测试结果，从该测试结果可以看出后者可以退掉在测试中连续沿同一圆柱绕圈带来的单向扭，获得光纤宏弯损耗的真实数值，保证了光纤宏弯损耗测试的准确性、稳定性和可靠性，很好的消除测试中各种因素带来的误差，测试数据的分散性更小。

需要说明的是，上述2个具体实施方式中，进一步的，环形槽2和导向槽3内填充检测液，将待测光纤完全浸入检测液中进行检测，进一步消除了宏弯损耗随波长的振荡现象，抑制了w波产生的影响，从而获得宏弯损耗的更加真实的数值，保证了宏弯损耗测试的准确性。

需要说明的是所述环形圈的数量n可以根据现场测试要求调整，n为大于2的偶数。

本发明的技术方案将将待测光纤按照测试要求的圈数在填充有检测液的环形槽中绕圈，采用宏弯损耗测试装置对待测光纤的宏弯损耗进行测试，从而抑制w波及单向扭对测试结果的影响，获得光纤宏弯损耗的真实数值，保证了光纤宏弯损耗测试的准确性、稳定性和可靠性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。