一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置及檢測方法。裝置由寬譜光源、待測偏振器件、光程相關(guān)器、差分探測裝置、光電信號轉(zhuǎn)換與信號記錄裝置組成，特征是寬譜光源是具有高偏振度的低相干光源，光源之后放置具有高消光比的偏振器件；方法是：光源和偏振器件之間連接偏振態(tài)控制器，通過對光源輸出光的偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)，使線偏振光與偏振器件的起偏角嚴(yán)格重合。該裝置將高偏振度光源與高消光比偏振器件進(jìn)行組合，通過提高注入到待測器件中信號光的消光比，來抑制光學(xué)相干域偏振計中的測量噪聲，提高對器件偏振特性的測量精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、調(diào)節(jié)容易，可廣泛應(yīng)用于光纖型保偏器件光學(xué)性能的高精度測量與分析等領(lǐng)域。
【專利說明】一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種光纖測量裝置，具體涉及到一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于白光干涉原理的光學(xué)相干域偏振檢測(OCDP)是一種最有前景的光纖測量技術(shù)方案。根據(jù)白光干涉原理，采用全保偏光纖的結(jié)構(gòu)，利用光纖器件可以盤繞和器件性能穩(wěn)定的特性，整個實驗裝置具有體積小，穩(wěn)定性高的特點。光學(xué)相干域偏振技術(shù)(OCDP)通過掃描式邁克爾遜干涉儀進(jìn)行光程補(bǔ)償，實現(xiàn)不同耦合模式間的干涉，可定位模式耦合點等光纖內(nèi)部缺陷的位置，利用干涉強(qiáng)度，分析該點耦合強(qiáng)度。因此，OCDP技術(shù)在偏振消光比測試、光纖陀螺環(huán)測試、保偏光纖精確、保偏光纖制造、保偏光纖精確對軸、器件消光比測試等領(lǐng)域均獲得了成功的應(yīng)用。與其它類似技術(shù)，諸如光時域反射計(0TDR)、偏振時域反射技術(shù)(P0TDR)、光學(xué)低相干反射計(0LCR)、光頻域反射技術(shù)(0FDR)、光相干域反射技術(shù)(OOTR)等分布式檢測方法與技術(shù)相比，O⑶P技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單(基于Mach-Zehnder或Michelson等干涉儀)、高空間分辨率(幾厘米)、大測量范圍(幾公里)、超高測量靈敏度(耦合-90?-100dB)、超大動態(tài)范圍(IO9?101°)等優(yōu)點。O⑶P技術(shù)未來發(fā)展成為一種高精度、通用測試技術(shù)和系統(tǒng)成為一種必然趨勢。
[0003]早在80年代，國外已經(jīng)在就提高偏振檢測精度開始了研究。20世紀(jì)90年代初，法國Herve Lefevre等人(首次公開了基于白光干涉原理的O⑶P系統(tǒng)Method forthe detection of polarization couplings in a birefringent optical system andapplication of this method to the assembling of the components of an opticalsystem, US4893931 )，它采用超輻射發(fā)光二極管(SLD)作為光源和空間干涉光路作為光程相關(guān)測量結(jié)構(gòu)。法國Photonetics公司根據(jù)此專利研制了 WIN-P125和WIN-P400兩種型號O⑶P測試系統(tǒng)，主要用于較短(500m)和較長(1600m)保偏光纖的偏振特性分析。其主要性能為偏振串?dāng)_靈敏度為-70dB、動態(tài)范圍為70dB。韓國Fiberpro公司推出了的I⑶800主要用于替換WIN-P系列O⑶P系統(tǒng)，空間分辨率10cm，掃描保偏光纖長度長度增加到1000m，靈敏度提高到_80dB。
[0004]2011年，美國通用光電公司(General Photonics Corporation)的姚曉天等人公開了一種用于保偏光纖和光學(xué)雙折射材料中分布式偏振串?dāng)_測量的全光纖測量系統(tǒng)(Measuring Distributed Polarization Crosstalk in Polarization Maintaining Fiberand Optical Birefringent Material, US20110277552),利用在光程相關(guān)器之前增加光程延遲器，抑制偏振串?dāng)_測量時雜散白光干涉信號的數(shù)量和幅度。該方法可以將全光纖測量系統(tǒng)的偏振串?dāng)_靈敏度提高到_95dB，但動態(tài)范圍保持在75dB。
[0005]同年，天津大學(xué)張紅霞等人公開了一種光學(xué)偏振器件偏振消光比的檢測方法和檢測裝置(中國專利申請?zhí)?CN201110052231.3)，同樣采用空間干涉光路作為O⑶P的核心裝置，通過檢測耦合點的耦合強(qiáng)度，推導(dǎo)出偏振消光比。該裝置適用于保偏光纖、保偏光纖耦合器、偏振器等多種光學(xué)偏振器件。其與Herve Lefevre等人的方案相比,技術(shù)性能和指標(biāo)相近。
[0006]2012年， 申請人:公開了一種光學(xué)器件偏振串?dāng)_測量的全光纖測試裝置(中國專利申請?zhí)?CN201210379406)，此發(fā)明采用全光纖測試裝置測量精度高，具有較好的溫度和振動穩(wěn)定性，可用于光學(xué)器件偏振性能的高精度測量與分析。同年， 申請人:公開了一種提高光學(xué)器件偏振串?dāng)_測量性能的裝置及方法(中國專利申請?zhí)?CN201210379407)，此發(fā)明采用含有偏振分束功能的Mach-Zehnder光程相關(guān)器，利用光纖旋轉(zhuǎn)連接器，可以極大地抑制噪聲幅度，提高偏振串?dāng)_測量的靈敏度和動態(tài)范圍，分別提升到了 -95dB和95dB。
[0007]在光學(xué)相干域偏振測量技術(shù)中，待測器件的偏振性能——偏振串音信息主要體現(xiàn)在干涉信號的峰值幅度和光程位置上:前者與串音的功率耦合因子幅度成正比，后者與器件中串音的發(fā)生位置相對應(yīng)。在理想情況下，光源發(fā)出的純凈線偏光通過待測器件后，在缺陷處僅發(fā)生一次偏振耦合，其功率與傳輸光的功率和串音大小均成正比。如果光源不具有理想的線偏振特性，主極化偏振方向(橢圓偏振光長軸)引起偏振串音的同時，在其正交極化偏振方向(橢圓偏振光短軸)同樣會發(fā)生偏振耦合現(xiàn)象，而此時的干涉峰值對于測量而言，通常被認(rèn)作是光學(xué)噪聲。光學(xué)噪聲與器件偏振串音的信號相互重疊，必然導(dǎo)致對待測器件的性能產(chǎn)生誤判，進(jìn)而對光學(xué)相干域偏振測量的精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如果不對光源垂直方向的光能量加以限制，光學(xué)噪聲數(shù)量將會增加、幅度將會提高，從而造成高性能器件的偏振串音信號無法分辨，等效降低了測量靈敏度。
[0008]如果在現(xiàn)有的全光纖測試裝置中，通過改變光源結(jié)構(gòu)組成，在源頭上抑制偏振噪聲的引入，努力提高光源偏振度，使得光源橢圓偏振光中垂直光分量的微小偏振稱合強(qiáng)度降到足夠低的水平，達(dá)到抑制光學(xué)噪聲、提高系統(tǒng)的測量精度的目的，對于光學(xué)相干偏振測量而言具有極大的實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種能提高對器件偏振特性的測量精度，結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、調(diào)節(jié)容易的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的方法。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置包括寬譜光源100、待測偏振器件110、光程相關(guān)器120、差分探測裝置130、光電信號轉(zhuǎn)換與信號記錄裝置140 ;寬譜光源100包括高偏振度的低相干光源101、偏振態(tài)控制器102、偏振器件103，高偏振度的低相干光源101經(jīng)由偏振態(tài)控制器102調(diào)節(jié)再與偏振器件103連接輸出高偏振度的線偏振光；高偏振度的線偏振光依次通過第I旋轉(zhuǎn)連接器111、待測光纖器件112、第2旋轉(zhuǎn)連接器113、檢偏器114進(jìn)入到光程相關(guān)器120 ;檢偏器114通過輸入端口 Ia與第I耦合器121連接，第I耦合器111的輸出端口 lc、ld分別與光程相關(guān)器110的兩個干涉臂中的掃描臂IA和參考臂IB相連；光通過位移掃描裝置125掃描，與參考臂IB中的光在第2耦合器122的兩個輸入端口 le、lf匯合干涉；第2耦合器122的兩個輸出端最后與差分探測裝置130連接；經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置140進(jìn)行分析。
[0012]本發(fā)明的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置還可以包括:[0013]1、所述的偏振態(tài)控制器102由輸入光纖2a、第I光纖環(huán)21、第2光纖環(huán)22、第3光纖環(huán)23、輸出光纖2b組成,其輸入光纖2a和輸出光纖2b均為單模光纖。
[0014]2、所述的偏振態(tài)控制器102由輸入光纖3a、光纖擠壓器31、光纖扭轉(zhuǎn)器32、輸出光纖3b組成,通過擠壓、扭轉(zhuǎn)實現(xiàn)偏振控制,其輸入光纖3a和輸出光纖3b均為單模光纖。
[0015]3、所述偏振器件103是由鈮酸鋰晶體材料構(gòu)成的波導(dǎo)型偏振器6，波導(dǎo)芯片62中只支持一個偏振極化方向?qū)５膫鬏敚揖哂袠O高的消光比，^ 80dB ;輸入光纖61為單模光纖，輸出光纖63為保偏光纖。
[0016]本發(fā)明的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的方法為:
[0017]1、將高偏振度的低相干光源101發(fā)出的寬光譜范圍、高線偏振光注入到1X2光纖耦合器104中，第I輸出端連接第I光電探測器105，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測，第2輸出端連接偏振態(tài)控制器102、偏振器件103 ；
[0018]2、調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器102，改變高偏振度的低相干光源101輸出光的長軸角度，使其經(jīng)過偏振器件103后光強(qiáng)達(dá)到最大；
[0019]3、調(diào)節(jié)波導(dǎo)芯片62與輸出光纖63角度，使二者在快軸或慢軸方向進(jìn)行對軸，在焊點106處進(jìn)行焊接，誤差小于0.2° ；
[0020]4、高偏振度的低相干光源101經(jīng)過相關(guān)器件調(diào)整后發(fā)出的線偏振光，依次通過待測偏振器件110、光程相關(guān)器120、差分探測裝置130，經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置140進(jìn)行分析。 [0021]本發(fā)明主要是引入了具有抑制偏振串音測量噪聲功能的光源結(jié)構(gòu)。寬譜光源是具有高偏振度的低相干光源，光源之后放置具有高消光比的偏振器件；光源和偏振器件之間連接偏振態(tài)控制器，通過對光源輸出光的偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)，使線偏振光與偏振器件的起偏角嚴(yán)格重合。該裝置將高偏振度光源與高消光比偏振器件進(jìn)行組合，通過提高注入到待測器件中信號光的消光比，來抑制光學(xué)相干域偏振計中的測量噪聲，提高對器件偏振特性的測量精度。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、調(diào)節(jié)容易等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于光纖型保偏器件光學(xué)性能的高精度測量與分析等領(lǐng)域。
[0022]本發(fā)明是對典型光學(xué)器件偏振串?dāng)_測量的全光纖測試裝置(OCDP)中光源結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)改進(jìn)，使其具有抑制偏振串音測量噪聲的功能。
[0023]理想情況下，只有當(dāng)輸入到光學(xué)相干域偏振測量裝置中的光為嚴(yán)格的線偏振光，即消光比PERs= c?時，才有測試器件的測試消光比PER等于器件的真實消光比PERehip。而這種理想情況無法實現(xiàn)，通過不斷提高光源輸出的消光比值，來使得測試消光比值與器件真實值不斷接近，是提高光學(xué)相干域偏振計對器件偏振串音的測量精度的一種有效方法。
[0024]在典型的光學(xué)器件偏振串?dāng)_測量的全光纖測試裝置(附圖4)中，光源部分僅有寬譜光源SLD和光纖起偏器，由于起偏器自身工藝缺陷，消光比較小，寬譜光源SLD發(fā)出的自然光5a經(jīng)過光纖起偏器Pl后很難形成理論上的線偏振光，而是具有較小橢圓度角Θ I的橢圓偏振光(5b)。其消光比為

f: r\ λ-
[0025]PER1=-1O Ig(I)

%cos^ J
[0026]橢圓度角Θ I與光纖起偏器Pl的特性密切相關(guān)。將帶有Θ I的橢圓偏振光經(jīng)由待測偏振器件直接輸送到光程相關(guān)器進(jìn)行測試，得到的測試消光比PER受PER1影響非常大。而且國內(nèi)的SLD光源偏振度在40%左右，并且隨著外界環(huán)境變化而波動，此時將導(dǎo)致偏振相
位誤差。
[0027]在利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置(附圖1)中，寬譜光源為具有高偏振度的偏振光源，其發(fā)出的光已經(jīng)可以看作具有較小橢圓度角Θ 2的橢圓偏振光Sc,經(jīng)過偏振態(tài)控制器的對軸調(diào)節(jié)，長軸通過偏振器件P2，得到理想的線偏振光(5d)，總的消光比為
[0028]PER2=PERs+PERp (2)其中，PERs為偏振光源消光比，PERp為偏振器件消光比。
[0029]從式(I)知，測試消光比PER受光纖起偏器性能影響，低品質(zhì)的光纖起偏器直接降低了測試消光比PER的精度；從式(2)知，測試消光比PER受偏振光源和偏振器件的消光比之和性能影響，通過對二者的選型，可以不斷提高測試消光比PER的精度，降低其它噪聲的影響，使測試結(jié)果向真實消光比PERehip逼近。
[0030]通過光源結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，將高偏振光源和高消光比的光纖偏振器件組合，從根源出發(fā)提高光源及相關(guān)器件偏振特性，提高了輸入到待測偏振器件中偏振光的質(zhì)量:由較低的40dB提高到98dB以上。達(dá)到了抑制系統(tǒng)整體的偏振串?dāng)_噪聲，提高光學(xué)相干域偏振計對器件偏振串音的測量精度的目的。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0032](I)與使用低偏振寬譜光源相比，該方案采用高偏振度寬譜光源，從源頭出發(fā)，提高測試光源的偏振性能，對測試系統(tǒng)光學(xué)噪聲的抑制效果明顯；
[0033](2)采用高性能起偏器件，并與高偏振度的低相干光源進(jìn)行組合，進(jìn)一步提高了注入到待測器件中的信號光的偏振性能，極大地抑制了光學(xué)噪聲發(fā)生的概率和幅度。在無需改動其他硬件的前提下，提高了光學(xué)相干域偏振測量的靈敏度和精度；
[0034](3)采用全光纖的偏振態(tài)調(diào)制器件，光路上無斷點，既可以實現(xiàn)光源全偏振態(tài)的調(diào)節(jié)，又沒有新的光學(xué)噪聲引入；
[0035](4)測試系統(tǒng)采用全光纖光路，具有體積小、測量精度高、溫度穩(wěn)定性和抗振穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置與方法；
[0037]圖2是一種全光纖結(jié)構(gòu)的三旋轉(zhuǎn)槳偏振控制器示意圖；
[0038]圖3是一種全光纖結(jié)構(gòu)的直列式偏振控制器不意圖；
[0039]圖4是一種典型的光學(xué)器件偏振串?dāng)_測量的全光纖測試裝置示意圖；
[0040]圖5是光源通過起偏器件偏振特性變化示意圖；
[0041]圖6是一種由鈮酸鋰晶體材料構(gòu)成的波導(dǎo)型偏振器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043]結(jié)合圖1，本發(fā)明的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置包括寬譜光源100、待測偏振器件110、光程相關(guān)器120、差分探測裝置130、光電信號轉(zhuǎn)換與信號記錄裝置140。
[0044]寬譜光源100由高偏振度的低相干光源101、偏振態(tài)控制器102、偏振器件103等器件組成；寬譜光源100整體輸出光的消光比為高偏振度的低相干光源101和偏振器件103消光比之和。
[0045]高偏振度的低相干光源101具有寬光譜范圍、高線偏振光(消光比> 18dB)輸出；外接輸出光纖為單模光纖。
[0046]偏振器件103是由鈮酸鋰晶體材料構(gòu)成的波導(dǎo)型偏振器6 ;波導(dǎo)芯片62中只支持一個偏振極化方向?qū)５膫鬏?，且具有極高的消光比O 80dB);輸入光纖61為單模光纖，輸出光纖63為保偏光纖。
[0047]高偏振度的低相干光源101經(jīng)由偏振態(tài)控制器102調(diào)節(jié)，與偏振器件103連接輸出聞偏振度的線偏振光。
[0048]在光學(xué)相干域偏振測量裝置中，高偏振度的低相干光源101經(jīng)過相關(guān)器件調(diào)整后發(fā)出的線偏振光，依次通過第I旋轉(zhuǎn)連接器111、待測光纖器件112、第2旋轉(zhuǎn)連接器113、檢偏器114，進(jìn)入到光程相關(guān)器120 ;通過輸入端口 Ia和第I耦合器121連接；第I耦合器111的輸出端口 lc、ld分別與光程相關(guān)器110的兩個干涉臂中的掃描臂IA和參考臂IB相連；光通過位移掃描裝置125掃描，與參考臂IB中的光在第2稱合器112的兩個輸入端口le、lf匯合干涉；第2耦合器112的兩個輸出端最后與差分探測裝置130連接；經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置140進(jìn)行分析。
[0049]結(jié)合圖2所述的偏振態(tài)控制器102的一種方案是為全光纖結(jié)構(gòu)的三旋轉(zhuǎn)槳偏振控制器，不含有光學(xué)不連續(xù)點；它由輸入光纖2a、第I光纖環(huán)21、第2光纖環(huán)22、第3光纖環(huán)23、輸出光纖2b組成,功能上能把任意偏振態(tài)的光信號轉(zhuǎn)換成為其它任意偏振態(tài)光信號；結(jié)構(gòu)上類似于依次串聯(lián)了一個1/4 λ波片，一個1/2 λ波片和一個1/4 λ波片；通過三個光纖環(huán)搖擺調(diào)節(jié)的相互配合，能夠?qū)崿F(xiàn)所有偏振態(tài)控制；其輸入光纖2a和輸出光纖2b均為單模光纖。
[0050]結(jié)合圖3所述的偏振態(tài)控制器102的另一種方案為擠壓扭轉(zhuǎn)光纖結(jié)構(gòu)，它由輸入光纖3a、光纖擠壓器31、光纖扭轉(zhuǎn)器32、輸出光纖3b組成；通過擠壓、扭轉(zhuǎn),實現(xiàn)偏振控制；其輸入光纖3a和輸出光纖3b均為單模光纖。
[0051]一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的方法，其特征是:
[0052]I)將高偏振度的低相干光源101發(fā)出的寬光譜范圍、高線偏振光注入到1X2光纖耦合器104中，第I輸出端連接第I光電探測器105，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測，第2輸出端連接偏振態(tài)控制器102、偏振器件103 ；
[0053]2)調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器102，改變高偏振度的低相干光源101輸出光的長軸角度，使其經(jīng)過偏振器件103后光強(qiáng)達(dá)到最大；
[0054]3)調(diào)節(jié)波導(dǎo)芯片62與輸出光纖63角度，使二者在快軸(或慢軸)方向進(jìn)行對軸，在焊點106處進(jìn)行焊接，誤差小于0.2° ；
[0055]4)高偏振度的低相干光源101經(jīng)過相關(guān)器件調(diào)整后發(fā)出的線偏振光，依次通過待測偏振器件110、光程相關(guān)器120、差分探測裝置130，經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置140進(jìn)行分析。
[0056]光學(xué)相干域偏振測量裝置的主要器件選型和參數(shù)如下:
[0057]I)偏振光源的中心波長1550nm、半譜寬度大于30nm、出纖功率大于5mW,消光比為18dB ；[0058]2)全光纖結(jié)構(gòu)的三旋轉(zhuǎn)槳偏振控制器，光纖環(huán)直徑27mm，槳旋轉(zhuǎn)角度范圍±117.5°，彎曲損耗小于0.1dB ;
[0059]3)偏振器件為鈮酸鋰晶體材料構(gòu)成的波導(dǎo)型偏振器，尾纖前端接單模光纖，后端接保偏光纖，且波導(dǎo)快軸與保偏光纖快軸對準(zhǔn)，芯片的消光比為SOdB ；
[0060]4) 1X2光纖耦合器的分束比2:98，工作波長1550nm ；
[0061]5)待測光纖器件為200m熊貓型保偏光纖；
[0062]6)可移動光學(xué)反射鏡的中心波長為1550nm，直徑為20mm，厚2mm，平均反射率大于95% ；
[0063]7)三端口環(huán)形器的工作波長為1550nm,插入損耗為IdB,隔離度大于50dB ；
[0064]8)準(zhǔn)直透鏡的工作波長為1550nm，在位移臺掃描范圍O?200mm的范圍內(nèi)，插入損耗2dB，損耗波動小于0.2dB ；
[0065]9) 2X2光纖耦合器的分束比50:50，工作波長1550nm。
[0066]測試裝置的工作過程如下:
[0067]偏振光源101輸出光經(jīng)過1X2光纖稱合器104分束,小部分能量從探測器105輸出進(jìn)行監(jiān)測，大部分光經(jīng)過偏振態(tài)控制器102的精確調(diào)整到達(dá)偏振器件103，偏振器件103輸出的線偏振光，在焊點(106)處與后置的偏振光纖在快軸(或慢軸)實現(xiàn)0°焊接，進(jìn)而得到較為純潔的線偏振光。
[0068]經(jīng)過旋轉(zhuǎn)連接器111，精確45°對軸到待測器件保偏光纖的輸入端的慢軸，光信號經(jīng)過其尾纖經(jīng)由45°旋轉(zhuǎn)連接器113輸出；光在光纖檢偏器114中混合,通過2X2光纖耦合器121均勻分成兩束，進(jìn)入到光程相關(guān)器120的兩個臂；在掃描臂IA中的光通過位移掃描裝置125的光程掃描，兩個臂之間產(chǎn)生的光程差與待測的具有不同光程差的傳輸信號相匹配時，差分探測裝置130輸出白光干涉信號；最后經(jīng)過差分，信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置140進(jìn)行結(jié)果分析。其干涉峰值與待測光信號的幅度成正比，對應(yīng)的光程掃描位置與待測信號的光程成正比。
[0069]由公式(2)得，在106焊點處進(jìn)入到待測器件中光的消光比為PER2=18+80=98dB。
[0070]值得注意的是，I)偏振器件103前端要與經(jīng)過偏振態(tài)控制器102的光精確對軸:偏振光源發(fā)出的橢圓偏振光的長軸與偏振器件固有的快軸(或慢軸)高度重合，表現(xiàn)為使光經(jīng)過偏振器件103后光強(qiáng)達(dá)到最大值；2)偏振器件103后端要在焊點106與保偏光纖精確對軸:偏振器件與保偏光纖二者固有的快軸(或慢軸)高度重合。
[0071]偏振器件的對軸精度對整個光源部分的偏振態(tài)產(chǎn)生巨大影響。要提高光學(xué)相干域偏振計對器件偏振串音的測量精度，在改善光源結(jié)構(gòu)的同時，還要注意各個光學(xué)器件之間的對軸誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置，包括寬譜光源(100)、待測偏振器件(110)、光程相關(guān)器(120)、差分探測裝置(130)、光電信號轉(zhuǎn)換與信號記錄裝置(140);其特征是:寬譜光源(100)包括高偏振度的低相干光源(101)、偏振態(tài)控制器(102)、偏振器件(103)，高偏振度的低相干光源(101)經(jīng)由偏振態(tài)控制器(102)調(diào)節(jié)再與偏振器件(103)連接輸出高偏振度的線偏振光；高偏振度的線偏振光依次通過第I旋轉(zhuǎn)連接器(111)、待測光纖器件(112)、第2旋轉(zhuǎn)連接器(113)、檢偏器(114)進(jìn)入到光程相關(guān)器(120);檢偏器(114)通過輸入端口(Ia)與第I耦合器(121)連接，第I耦合器(111)的輸出端口( lc)、( Id)分別與光程相關(guān)器(110)的兩個干涉臂中的掃描臂(1A)和參考臂(1B)相連；光通過位移掃描裝置(125)掃描，與參考臂(IB)中的光在第2耦合器(122)的兩個輸入端口( le、If )匯合干涉；第2耦合器(122)的兩個輸出端最后與差分探測裝置(130)連接；經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置(140)進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置，其特征是:所述的偏振態(tài)控制器(102)由輸入光纖(2a)、第I光纖環(huán)(21)、第2光纖環(huán)(22)、第3光纖環(huán)(23)、輸出光纖(2b)組成,其輸入光纖(2a)和輸出光纖(2b)均為單模光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置，其特征是:所述的偏振態(tài)控制器(102)由輸入光纖(3a)、光纖擠壓器(31)、光纖扭轉(zhuǎn)器(32)、輸出光纖(3b)組成，通過擠壓、扭轉(zhuǎn)實現(xiàn)偏振控制，其輸入光纖(3a)和輸出光纖(3b)均為單模光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的利用光源抑制偏振串音測量噪聲的裝置，其特征是:所述偏振器件(103)是由鈮酸鋰晶體材料構(gòu)成的波導(dǎo)型偏振器(6)，波導(dǎo)芯片(62)中只支持一個偏振極化方向?qū)５膫鬏敚揖哂袠O高的消光比，^ 80dB ;輸入光纖(61)為單模光纖，輸出光纖(63)為保偏光纖。
5.一種權(quán)利要求1所述的利用光源抑制偏振串音測量噪聲裝置的檢測的方法，其特征是: . 1)將高偏振度的低相干光源(101)發(fā)出的寬光譜范圍、高線偏振光注入到1X2光纖耦合器(104)中，第I輸出端連接第I光電探測器(105)，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測，第2輸出端連接偏振態(tài)控制器(102)、偏振器件(103)； .2)調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器(102)，改變高偏振度的低相干光源(101)輸出光的長軸角度，使其經(jīng)過偏振器件(103)后光強(qiáng)達(dá)到最大； . 3)調(diào)節(jié)波導(dǎo)芯片(62)與輸出光纖(63)角度，使二者在快軸或慢軸方向進(jìn)行對軸，在焊點106處進(jìn)行焊接，誤差小于0.2° ； .4)高偏振度的低相干光源(101)經(jīng)過相關(guān)器件調(diào)整后發(fā)出的線偏振光，依次通過待測偏振器件(110)、光程相關(guān)器(120)、差分探測裝置(130)，經(jīng)過差分后信號輸入到干涉信號檢測與處理裝置(140)進(jìn)行分析。
【文檔編號】G01H9/00GK103900680SQ201410120580
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】楊軍, 李創(chuàng), 苑勇貴, 彭峰, 吳冰, 苑立波 申請人:哈爾濱工程大學(xué)