長飛公司—特殊環(huán)境用光纖光纜產品—穩(wěn)相光纜

  ICCSZ訊，光器件、設備由于其成本低、安全性及保密性高等優(yōu)勢，近年來逐步取代電器件或設備在各個領域的應用，但在實際應用中，這些設備或器件對光傳輸信號的高穩(wěn)定性要求限制了其推進步伐。比如相控陣雷達、信號仿真模擬等領域，多個信號在經過一定距離傳輸后，仍需保證信號相位相干，而常規(guī)光纖光纜產品，在一定距離的傳輸過程中，因傳輸路徑溫度的變化，信號傳輸距離(光程差)會有一定漂移(一般40ps/km/K)，影響了輸出信號的相位穩(wěn)定性，這制約了相控陣雷達、信息仿真模擬等領域的發(fā)展。為了解決以上問題，長飛光纖光纜股份有限公司(以下簡稱長飛公司)開發(fā)了溫度漂移系數在5-10ps/km/K范圍的穩(wěn)相光纜產品，可使得系統(tǒng)性能大大改善。

  穩(wěn)相光纜中光的傳播時間隨溫度變化波動很小，甚至同一傳輸距離光傳播的時間不隨溫度的變化而變化。其最關鍵的指標為溫度漂移系數，即某一波長的光在光纜中傳輸時，單位溫度變化引起的單位長度光纜傳輸時延的變化，定義為：Kf=dτ/(L dT)

  其中，dT為光纜溫度變化量(K)，dτ為溫度變化引起的光纜傳輸時延變化量(ps)，L為光纜長度(km)。溫度漂移系數由三因素決定：熱脹冷縮引起的長度變化，熱光效應和彈光效應引起的群折射率變化。目前主要有兩種解決方案，一種是采用負膨脹系數材料降低長度變化，一種是采用空芯光子晶體光纖降低熱光效應。

  目前常見的通信光纖，其溫度漂移系數一般為40ps/km/K，而光纖經過緊套后由于較大膨脹系數的外護層影響，溫度漂移系數一般為40-130ps/km/K。目前對該光程變化要求較高的各種軍用以及民用產品系統(tǒng)中，通常是通過加入主動補償的穩(wěn)相系統(tǒng)來實現穩(wěn)相傳輸的要求，然而該控制方法補償范圍有限且系統(tǒng)較為復雜。

  圖 1 穩(wěn)相光纜溫度循環(huán)曲線

  圖 2 單模光纖及穩(wěn)相光纜溫度漂移系數隨溫度變化情況

  長飛公司采用負膨脹系數材料開發(fā)的穩(wěn)相光纜，溫度漂移系數小、溫度穩(wěn)定性高，該產品經過溫度循環(huán)測試(-40/100℃，10次)，高溫、低溫儲存(-40℃/250h，100℃/250h)測試前后產品的溫度漂移系數均為8.5ps/km/K(0-40℃)。產品在溫循過程中產品衰耗變化曲線見圖片，產品在該溫度范圍內附加損耗為0.12dB/km，在-35/100℃，產品的附加損耗小于0.1dB/km。另外，與常規(guī)單模光纖的溫度漂移系數進行對比，該產品的溫度漂移系數測試值為常規(guī)單模光纖的20%左右(常規(guī)單模光纖的測試值為40ps/km/K，0-40℃)。

  長飛公司開發(fā)的穩(wěn)相光纜具備段長長、產品衰耗低、產品溫度性能穩(wěn)定等特點，在經過多次高溫存儲、低溫儲存、溫度循環(huán)等試驗后，產品的溫度漂移系數依然穩(wěn)定。并且可以根據客戶的要求進行定制，產品外徑、光纖類型均可選。