在分析了海底通信光缆相移法和传输功率监测法的应力应变性能,给出了
OTDR检验应力应变性能的案例后,提出了关注光单元内光纤余长的均匀性的建议。本文首次提出了海底通信光缆的张力扭矩性能的概念和试验方法,并建议开展这方面的研究。由于缆内光纤余长有离散性,每根光纤的应变性能并不相同、符号有可能相反,并且有一根光纤明显超过了0.04 dB。而如果把所有光纤串接,其最终结果将大大优化,如5。进一步的分析表明:这是由于光单元内光纤余长的不一致所引起。相移法可以得出被测光纤缆段总的应力应变性能(实际上是该段长的平均值)无法得到光纤沿光缆长度应力应变分布状态,传输功率监测法可给出总的衰减变化(即附加衰减)。基于光的布里渊散射原理的
OTDR法可以给出沿光纤光缆长度应力应变分布,并给出衰减沿光纤长度分布。光在光纤中传播时,沿光纤会产生如图7所示的反向散射光,该散射光包括瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射。当入射光注入光纤后,将产生一个强度相对较大且与入射光波长相同的瑞利散射光,最常用的OTDR仪器就是应用光沿光纤瑞利散射性能来检测光纤损耗沿长度分布。布里渊散射的光强相对较弱且相对于入射光波长两侧产生频移。光纤中布里渊散射光的频移变化量与光纤所受到的轴向应变存在着几乎是单纯的线性关系,如图8。据此,只要精确测量频移量,既使是光纤中微小应变量都能被检测出来。利用类似OTDR的成熟技术,应用光沿光纤中布里渊散射性能来检测光纤应力应变沿长度分布,这就是OTDR的基本原理。目前的OTDR长度分辨率可接近1m。海底光缆和接头盒一起进行拉伸试验的前后对比。接头盒中有一个光纤活动连接器,连接器两端各有一段软光缆。对比可知:试验前后光缆应力应变性能基本不变,但在活接头及软光缆段有微小变化,具体数据如下:基于布里渊散射原理的
OTDR确实能测量并分辩沿光纤轴向分布应力,己被证明在光缆制造、施工和维护方面是有用的。