【关键字】光缆线路日常维护维护方法和网络的其他部分相比，光缆线路并不是核心的设备，但因日常维护不善，没掌握科学的维护方法，影响了整个网络的正常运行，因此在实际维护的过程中一定要注意维护人员的素质，确保其能够掌握科学的维护方法，这样能够取得更好地维护效果。我们在做好线路日常维护中的一项经常性工作――巡线外，下面针对有可能发生光缆线路运行质量不稳或发生障碍，就对具体的维护方法进行研究。
一、定期对光纤的损耗进行监测，以便更好的开展维护工作
在光缆系统中，光纤的损耗是其中一项重要的技术性指标，其损耗会随着线路的使用时间、外力作用以及敷设的环境产生一定的变化，尤其是在受到张力和曲力的作用下，或者是在温度变化较大的地区，都会对光缆线路的运行质量产生一定的影响。在这种情况下一定要对光纤的损耗情况进行监测，这样能够为其日常的维护工作提供数据支撑。
在实际监测的过程中，最好在夏季和冬季两个季节进行，这样得出的数据更具有比较性，即夏季监测时光功率以及后散射信号曲线和冬季之间有着较为明显的差异，冬季因为温度较低，使得在夏季监测中较小的损耗到冬季会影响到通信系统的正常运行，进而降低光纤的性能，增加损耗，形成低温阻塞。在这种情况下，线路日常的维护人员就需要根据这一情况采取科学的措施加以解决。具体来讲，需要在对光纤监测完成之后，认真分析并整理监测的数据，尤其是要对某一点的损耗值变化情况进行分析判断。对于监测结果的分析可以在计算机上进行，或者是在OTDR测试仪上进行，这样能够提升数据分析的准确性。具体的方法就是要先分析全程散射曲线的平滑情况，并且要对总损耗以及平均公里损耗数据进行深入分析，进而判断该光缆线路的质量和运行状况。其次则需要重点区域如架空、河沟等的损耗的曲线斜率，并且分析该区间的平均损耗和其他区域的不同之处。最后需要对光纤的接头点的接点损耗情况进行分析研究，通过上述分析，将以上的数据和光纤的历史资料进行对比，及时的找到其在运行过程中存在的各种问题，发现其中存在的隐患和光缆线路的运行障碍，采取有效的措施对其进行日常维护。
二、运用科学方法对光缆接头进行维护
接头维护是光缆线路日常维护工作中最为重要的环节，日常维护工作人员一定要采取科学的措施进行维护。一般情况下，光缆线路接头故障出现的原因主要是因为接头处进水进潮或者是光缆接头盒的位置受到了外力的作用，使得光缆出现断裂的情况，这样也会影响到光缆的实际运行状况。除此之外，接头盒旁边的余留线缆，在受到拉力或者是热胀冷缩现象的影响，尤其是在冬季光缆的垂度以及余缆盘缩小拉直，都会出现接头故障。
在日常维护的过程中，一定要充分的考虑到这几方面的原因，对症下药，才能够达到最佳的维护效果。例如对于直埋光缆线路来讲，如果其接头的位置进水，则需要考虑是否因为接头盒密封材料老化引起的，如果是因为这一原因，则需要及时的更换密封盒，确保其密封性能。如果是因为光缆受到外力的作用而出现光缆密封材料受到接头盒积压强度不均匀的情况，则需要及时的改变外力作用，确保积压强度的均匀性。如果因为光缆线路和接头盒固定处及光缆绑扎位置出现受冻变形情况而造成的光缆扭曲受损或断裂情况出现，则在实际维护的过程中需要采取保温措施，当气温骤降的时候，就能够有效的避免光纤因为扭曲受损而造成断裂的情况发生。为了更好的对光缆的接头进行维护，需要建立起科学的维护制度，并且要进行定期的日常检查和维护工作。对于直埋光缆来讲，需要在其建成之后的前三年，每年要抽查一次，抽查的比例不能够低于光缆接头总数的四分之一。
关键词：测量；干涉仪；光路调节；干涉条纹
中图分类号：TN247文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1005-5630.2016.03.012
文章编号：1005-5630（2016）03-0252-04
Abstract：Theheterodyneinterferometeriswidelyusedinreal-timemeasurementoferrorsformachinetoolsduetoitshighaccuracy，highadaptabilitytoenvironmentandreal-timedynamicmeasurement.Whiletheplanemirrorisusedasthesteeringdevice，thespotsonthereceivermaybejustintersectedinsteadofoverlapped，whichincreasesalotofdifficultiestoadjusttheopticalpath.Inordertosolvethisproblem，anewmethodisproposed.Firstly，theopticalpathisswitchedtoahomodyneinterferometer.Thentheopticalpathisswitchedbacktotheheterodyneinterferometer.Theopticalpathoftheheterodyneinterferometerisobservedbythevisiblehomodyneinterferencefringes.Thisschemeissimple.Theoreticalanalysisandexperimentalresultsshowthattheproposedschemeisfeasibleandeffective，anditisusefultounderstandthebeatfrequencybytheswitchingbetweenthetwointerferometers.
Keywords：measurement；interferometer；opticalpathadjustment；interferencefringe
引言
由于具有波长稳定性高，光束发散角小和光的相干性好等特点，激光在很多领域被广泛的应用。在测量领域里，激光干涉仪占据重要位置。单频激光干涉仪就能使测量精度达到光波长（亚微米），而现在广泛研究的外差激光干涉仪（配合相位计）能将测量精度提高到纳米甚至亚纳米。外差激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上发展出来的，它是通过检测测量信号和参考信号的相位差来进行测量，能够通过简单的相位细分而达到纳米级分辨率，且它的抗环境干扰能力比检测振幅的单频干涉仪强。如今，外差激光干涉仪被广泛的应用于各种精密检测领域，它既可以对几十米的大量程进行精密测量，也可以对微小运动[1-2]进行精密测量，既可以对几何量如长度、角度、直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量[3-5]，也可以用于特殊场合，诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等。
外差干涉仪中，角锥棱镜被广泛的用做转向元件，因为角锥棱镜的反射光和入射光是相互平行的，因此只要不同频率的两束光在接收屏上是一个重合的圆斑，就可以保证光路调整正确。但是更多的光路使用平面镜反射，调整光路时很难保证两束光完全重合，更多情况是两束光在接收器表面以一定角度相交。因此本文提出了一种通过观察单频干涉仪条纹间距的方法来辅助外差干涉仪进行光路调整。
1原理
如图1，两束光波W1和W2都位于XOZ平面内，W1和W2与Z轴的夹角都为α，探测器的受光面位于XOY平面内，长为a，宽为b。设a，b各平行于Y，X轴，且各自相对于O点对称分布，两光波在Y轴和Z轴（调光路时）方向上没有相位的变化，只在X轴方向上会产生相位变化，假设W2的表达式为
由式（5）可知，最后探测器得到的电流是一个直流加一个交流，交流电的幅值是sinc（X）决定的，该函数图形如图2所示。光电探测器得到的电流很小，是不能直接进行数据处理的，一般会经过放大，滤波后转化为电压信号等处理。图3中，假设中间的余弦为探测器得到的电流经过放大处理后得到的电压，上下两条虚线为数据处理芯片的判定电压。如果得到的交流电幅值过小，经放大后没有达到判定电压，数据处理芯片就可能判定为没有接收到信号。要使电流幅值越大，X必须越小，由于X=kb/2，而探测器一般都是和测量系统一起固定在机箱中的，那么b也是固定的，所以只能尽量让k变小。而k=k1+k2=4πλsinα=4παλ（α较小，则sinα≈α），因此需要将光束的夹角α变小，即将两束光尽量调到重合，重合得越好，就越容易检测到拍频信号。在式（3）中，如果f1=f2，就变成单频干涉了，式（3）变为
由式（6）可知单频干涉的条纹间距为Δl=2πk=2πk1+k2=λ2sinα=λ2α，波长不变，条纹间距越大则α越小，即光束的夹角α变小，这和上述外差时的要求是一样的，因此可以用单频干涉条纹的间距的大小大致判断双频时光路调节的好坏。由式（3）和式（6）可以看出，外差干涉仪与单频干涉仪唯一的不同就是外差中干涉项里多了一个周期性变化的相位。
具体的实施方法是将外差干涉仪双频中一个频率的光暂时分离出干涉系统，只让其中一个频率的光经过干涉系统，在接收端通过干涉条纹的条纹间距的大小来判断光路调节的好坏，调好光路后，将器件固定好，再将分离出去的那个频率光再加入干涉系统，这样干涉系统没有变动，就能保证有很好的双频干涉效果。光路图如图4，入射光为双频正交的激光f1和f2，经过PBS1（偏振分光镜1）后将垂直偏振态的光f2分离出去，水平偏振态的光f1经过PBS1后入射到QWP1（1/4波片1），QWP1的快轴与f1的光矢量成45°角，f1经过QWP1后变为圆偏振光，再经过PBS2（偏振分光镜2）后分成水平和垂直偏振态的两束光，垂直偏振态的f1光经过QWP3（1/4波片3），再到M2（平面镜2），经M2返回，再次经过QWP3后变为水平偏振光，QWP3的快轴与垂直偏振态光f1的光矢量成45°角，经过QWP3后的水平偏振光再次经过PBS2投射到偏振片上，然后射到接收屏上；经过PBS2后的水平偏振光f1入射到QWP2（1/4波片2），然后经过M1（平面镜1），再经M1返回，再次经过QWP2后变为垂直偏振态光f1，QWP2的快轴与水平偏振态光f1的光矢量成45°角，经过QWP2后的垂直偏振态光再次经过PBS2投射到偏振片上，然后入射到接收屏上并与M2反射回来的光发生干涉，在屏上就能看到明暗相间的条纹，通过干涉条纹的间距来判断光路调节的好坏，尽量将条纹间距调到最大。调好光路后再将干涉系统元件固定好，固定好后，移除PBS1，QWP1和偏振片，再将信号送到接收器，得到的就是拍频信号。
2实验及分析
按原理搭建实验，实验中用的是ZYGO公司的双频激光光源和拍频信号处理系统，先调节单频干涉，再切换到双频，最后用拍频信号处理系统检测是否能接收到拍频信号。
单频干涉时，人眼能看到很明显的干涉条纹，因为在干涉区域内的某一点，由于相位只和位置有关，见式（6），此处的振动是加强还是相消，基本上是固定不变的；在外差干涉中，因为在干涉区域内的某一点处的相位不仅与位置有关，还和时间有关，式（3）中余弦函数方括号中前一项就是相位和时间的关系，它在某一点处的相位是以两个不同频率光的频率差为频率周期性变化的，相位变化时条纹就会“移动”，而“移动”的频率就是两光的频差，一般都在兆赫兹以上（本实验为20MHz），远远超过了人眼分辨的极限，所以在两束光的重合区人眼是看不到条纹的，而是看到一个亮斑。由此可见，拍频是“移动”的单频干涉，这个“移动”频率差超过了人眼的探测极限，但是能被光电探测器识别。
图5为实验中单频干涉条纹及对应的电压信号的峰峰值，实验证明大概最多有4条条纹时，拍频信号处理系统才能接收到拍频信号。由单频干涉条纹看，有5条甚至更多条纹时也发生了干涉，即切换到外差时有拍频信号，但是我们的拍频信号处理系统没有检测到，证实了只有调节好光路让拍频信号的幅值达到一定时，才能被检测到，见图3。当干涉条纹间隔越宽，说明两个波面越平行（即夹角α越小），则信号幅值越大。调到接收区域一片亮如图5（a）所示，即是干涉条纹间隔无限宽，也即两个波面近似平行（即夹角α近似为0），则信号幅值最大。因此使用这种方法对光路进行调节时，应尽量将条纹间距调到最大，然后再切换到外差光路。
3结论
单频干涉时，干涉条纹是基本不“移动”的，在光电探测器上得到的是直流信号，而拍频是“移动”的干涉条纹，在光电探测器上得到的是频率为两束光频率差的交流信号，这个交流信号的幅值与光路中两束光的重合情况有直接关系，重合的越好，信号幅值越大。在调节外差干涉光路时，先将光路切换到单频干涉，调节光路，再切换到外差干涉，通过单频干涉时的干涉图样就能判断两束光的重合情况，且在单频干涉图样的指导下，能将外差光路调到最优。本文提出的调节光路方法能对光路调节起到很好的辅助作用，同时也加强对拍频的理解。
参考文献：
[1]李红卫，龚育良.探测超声微振动的激光外差干涉仪[J].光学技术，1994（5）：13-16.
[2]丁红胜，童莉葛，潘礼庆，等.用激光外差干涉仪探测金属表面超声振动的实验设计[J].物理实验，2004，24（2）：16-19.
[3]LEYF，HOUWM，HUK，etal.High-sensitivityroll-angleinterferometer[J].OpticsLetters，2013，38（18）：3600-3603.
[4]WUCM.Heterodyneinterferometricsystemwithsubnanometeraccuracyformeasurementofstraightness[J].AppliedOptics，2004，43（19）：3812-3816.
[5]粱嵘，李达成，曹芒，等.在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪[J].光学学报，1999，19（7）：958-961.
李艳龙：其实我们是国内最早一批从事被动式影院3D技g研究和开发的。当时我参与并主导了国内第一台单光路、双光路、三光路被动式3D系统的研发。在2009年尚未进入影院3D这个行业时，就着手布局单光路被动式3D的专利，算起来我从事3D这个行业也已经长达8年了，自己在3D行业有很多技术上的积淀，不想把它们丢掉，所以成立了岱洋科技，继续在这个领域深耕。另外，目前3D行业仍有一些难题没有解决，而我们觉得有能力把这些问题解决，可以给影院提供更好的技术和3D设备，给观众呈现更完美的画面，这也是岱洋成立的初衷，我们的愿景是“Livingforthebestimage”，即“为最好的画面”。
3D发展至今已经十分成熟了，岱洋相对于其他品牌，在技术和产品上都有哪些优势？
李艳龙：首先，在三光路3D设备光效方面，我们在近期的几次横向PK测试中，与几个主流品牌相比，岱洋三光路的光效暂时领先。而在画面清晰度方面，无论是双光路还是三光路，都是多束光在银幕上的重合决定的。这个涉及到精密光学，如果这部分做不好，银幕上的像素和像素没有办法完全重合，就会导致画面模糊或发蒙，严重影响画面质量。我们目前在实验室内能做到的最好水平是银幕上像素完全重合，当然这是在实验室里的水平。在前几次的PK测试当中，岱洋也把这种水平带到了实际PK当中，专家组一致认为我们的清晰度有别于其他产品，有明显的提升。
另外是在画面色彩上。我们在产品中用了一些专利技术，包括一些消色差的光学器件，可以消除整个偏振在转换、传输过程中带来的色彩损失，这些是其他厂家没有办法做到的。
总的来说，第一，我们能把更好的亮度带给观众；第二，我们能把更好的清晰度带给观众；第三，我们能把更好的色彩带给观众。这是岱洋区别于其他3D产品的几个方面。
在实验室是一个相对理想的环境，而在实际应用当中会受到各种各样的因素干扰吧？
李艳龙：是的。在影院，我们能做到重合到一个像素之内。以12米宽的银幕为例，在银幕上一个像素的大小约5.8*5.8毫米，即一个像素的偏差为5.8mm，但是对应到十几米之外的3D设备内部，其在内部光学器件的偏差和旋转，大概只有10-20微米的位移，控制这个位移是非常困难的。这个在整个放映机设计里面也是难题，放映机镜头的调焦、3个DMD在银幕上的汇聚也面对同样的问题，我们的水平和他们相当。
光效和对比度一直是用户比较看重的两个技术指标，在这方面岱洋的产品有怎样的表现？在业内处在什么水平？
李艳龙：经过中国电影质量检测所检测，岱洋三光路的光效达到左眼33%、右眼33.2%，串扰率分别为1.5%、1.6%。我们在内部测得的对比度，三光路对比度在180：1，单光路都在250：1之上。因此，三光路3D产品光效岱洋的性能处于领先水平，对比度在国家标准范围内。
相对于几个市场主流品牌，岱洋缺少品牌和市场积淀，如何在竞争中脱颖而出？
李艳龙：我们的客户群定位是一些注重于画面品质，注重产品质量的高端客户，我们也很注重口碑的推广，在整个推广过程中，采用比较保守的策略，口口相传，电影圈很小，我们寄希望于口碑传播。
鬼影对3D的观感影响很大，为什么没有办法彻底消除，岱洋都做了哪些努力？
李艳龙：鬼影的影响因素有很多，包括：片源、数字放映机、3D设备、放映窗玻璃、银幕、3D眼镜、以及影厅结构等多方面。从片源内容上来说，字幕的制作是最主要的方面。一般情况下，字幕的亮度通常调整至最高亮度的的20%～30%，字幕颜色调至黄色。对于国外的电影，这都是通用的。但在国内，由于后期字幕制作的原因，部分影片字幕的亮度过高且为白色字幕，当遇到黑色画面时，白色字幕的鬼影就会比较明显。这些是国内影片制作有待改善的地方。
在数字放映机方面，每个品牌的3D设备都有一个推荐的3D设置，在3D设备安装好以后需要设置数字放映机内部的3D通道参数。
而对于我们而言，更关心的是3D设备和3D眼镜，以及两者之间的搭配，这些我们能做到的，岱洋提供的3D眼镜和3D设备对比度做到180-200：1，这相当于鬼影率0.4%到0.5%。
放映窗玻璃也是很重要的一个因素，现在很多影院不知道怎么去甄别放映窗玻璃的好坏，我们经常遇到使用防火玻璃作为放映窗玻璃的情况，而防火玻璃在制作过程中会有拉伸和挤压，内部应力不均匀导致延迟量的发生，所以导致严重的3D鬼影。我们推荐用浮法玻璃，而且前后表面镀增透膜，在保证不对偏振3D产生影响的同时可以减少光的反射，增加光的透射，从而增加银幕的亮度。
偏振3D设备需要搭配金属银幕才可正常工作，主要是因为只有金属银幕才可以反射偏振光并保持光线的偏振特性。金属银幕是在银幕表面喷涂了一层金属铝粉，这层铝粉就担负着保持偏振光特性的任务，但长时间使用过程中，由于表面灰尘的聚集以及铝涂层的氧化，银幕偏振对比度会下降，如果降低到100：1以下，就会有较明显的鬼影。对金属银幕而言，我们推荐是150：1的偏振对比度。
眼镜和3D设备的配合也是影响鬼影的常见因素，目前主流的圆偏光技术中，圆偏光镜片中包含一层1/4波片，如果1/4波片的延迟量跟3D设备的延迟量不匹配就会出现比较明显的鬼影。我们在眼镜生产管控当中，每批次会抽检一部分做综合检测。目前我们管控的标准为150：1对比度。
另外，一些影院因为建筑结构的空间限制，投射比最低做到1：1，如果用偏振设备，入射角度和银幕上光线的反射角度都会变得很大，这个时候在金属银幕特性当中，大角度的入射和反射都会导致偏振对比度的下降，是带来鬼影的最大的因素，所以通常巨幕影厅如果使用圆偏振，通常鬼影都会比较重，是整个影厅结构对鬼影的影响。
所以IMAX选择线偏振？
李艳龙：对的。线偏振相对的于圆偏振来说，在水平和垂直方向对于入射和反射角度的依赖性比较小，所以鬼影轻微。
激光替代传统氙灯，很快将成为主流光源，光源的迭代对3D系统有没有影响？针对激光光源，在产品的设计上是否有不同？
李艳龙：激光光源分为两类，荧光粉激光和RGB激光，其中RGB激光包括3色和6色激光。荧光粉激光只是用激光来激发荧光来产生黄光，再配合蓝色激光混合成白光，所以严格意义上来说从镜头出来的光并非激光，我们的三光路3D产品对荧光粉激光是全兼容的。
对于RGB激光，光线仍保持原有的单色特性，比如衍射和散射特性，这种特性在氙灯、卤素灯以及荧光粉激光中是不存在的。而衍射和散射所带来的问题是，如果我们使用三光路3D设备，由于3光路设备中的棱镜中间有接缝，直接导致衍射现象的出现，类似于物理学中的狭缝衍射。在实际应用中，三色激光放映机搭配三光路3D设备，在全白画面下，银幕中间会出现横向的彩色条纹，这就是典型的激光单色性导致的衍射的条纹，这个是基本的物理现象，可以在某种程度上去减弱，但是要彻底解决对3光路来说是非常困难的，目前岱洋也没有非常好的方案。
那如果不用三光路，而用单光路呢？
李艳龙：单光路不会存在问题，通常激光放映机亮度都比较高，动辄3万流明以上，我们单光路做的最高光强极限测试是6万流明的巴可DP4K-60L，在这个条件下，岱洋单光路可以正常工作。我们也做过长时间的耐强光测试，使用32000流明放映机，6.5KW氙灯，持续照射8小时，测试中3D设备温度始终维持在42～43度，未发生过热或烧毁，这都得益于我们所采用的金属预处理技术。若没有采用金属预处理技术，大概在1分钟之内3D设备就会烧毁，更无法承受6万流明强光的照射。因此，岱洋单光路搭配任何形式的激光放映机都是没问题的。
3D系统的开发是不是已经到了一个瓶颈？未来的发展方向是怎样的？
李艳龙：目前3D设备还有一些有待提高的地方，比如对于低投射比影厅，三光路3D设备普遍存在的问题是偏色，即银幕四周偏粉色。目前岱洋已经做出了1：1投射比的三光路工程样机，在0.98：1投射比的影厅进行测试，银幕没有出现偏色问题。
另外，我们已经布局了主动式高光效快门的3D眼镜专利，并已获得专利证书。目前正在做镜片技术的开发，传统主动眼镜光效在10%左右，我们的光效预计在30%到35%之间，和双光路、三光路的光效相当。这会解决一系列的问题，比如6P激光左眼偏色的问题，低投射比重合的问题，解决主动眼镜光效低的问题等等，但这个技术不会那么容易，我们会努力做这方面的研发。
这两年通过对展会的观察，会发现无论是上游制作环节，还是终端的放映环节，3D都在逐步降温，实拍的3D变得越来越少，参与3D放映设备开发和销售的公司也逐渐减少，这对岱洋来说是危机还是机会？
李艳龙：对于岱洋来说，我们认为这是机会。大浪淘沙，对于没有技术积淀和后期技术开发能力的厂商，由于设备无法更新，技术无法提升，逐渐会被市场淘汰，这是必然的市场规律。适者生存，最后生存下来的应该是有市场能力以及技术开发能力的品牌，这也是正常行业发展规律。
使用岱洋产品的客户，有哪些典型的使用反馈？
李艳龙：普遍的反馈都很好，特别是上海有一家影城，装上去之后，放映员就说“这有亮了十倍啊！”当然这是有点夸张，因为他们之前用的是早期色轮3D，所以亮度提升3～4倍是有可能的。
从去年开始，电影市场开始降温进入调整期，随即开始了影院并购潮，对中国电影市场的未来发展有什么看法和预期？
李艳龙：这个是资本趋于利润最大化的必然过程，当一些小资本感觉生存很困难的时候，要么抽身，要么抱团取暖，这是经济发展的正常规律。不论影院行业，还是影院周边设备的行业，都存在并购的潮流，处在整合优化的过程。
