專利名稱：保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，特別是采用壓力微擾法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)參數(shù)的測(cè)試儀，屬于保偏光纖測(cè)試及光纖傳感領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明采用壓力微擾法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)參數(shù)及進(jìn)行其性能分析。其基本原理是，當(dāng)線偏振光在與保偏光纖快慢軸成45度角入射時(shí)，由于光纖雙折射作用，傳輸光將沿傳輸方向形成拍而出現(xiàn)其光功率按一定周期的變化。沿光纖徑向施加壓力微擾，并沿傳輸光方向位移，其結(jié)果將使輸出光功率隨微擾的移動(dòng)而出現(xiàn)周期性的變化。可以確定，微擾移動(dòng)的距離與輸出端光功率的周期變化有關(guān)，移動(dòng)的距離與光纖拍長(zhǎng)相同時(shí)，光功率將出現(xiàn)一個(gè)周期的變化。因此，通過(guò)對(duì)出射端光功率變化周期對(duì)應(yīng)的微擾移動(dòng)距離的測(cè)量，可得到保偏光纖的拍長(zhǎng)參數(shù)。
壓力微擾法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)技術(shù)，始于1985年。可以查到的相關(guān)文章和專利不多。在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上，未見(jiàn)到成熟產(chǎn)品的銷售。已知國(guó)內(nèi)一些單位所用測(cè)試儀器也多為實(shí)驗(yàn)室水平。在被測(cè)光纖的耦合技術(shù)、壓力施加技術(shù)及數(shù)據(jù)處理等方面，均采用原理性手段，且人工讀數(shù)，技術(shù)水平低。過(guò)去多年國(guó)外依然對(duì)傳感用保偏光纖實(shí)行禁運(yùn)，而禁運(yùn)的依據(jù)則是拍長(zhǎng)參數(shù)，由此可見(jiàn)拍長(zhǎng)參數(shù)的重要性。
經(jīng)委托查新，采用網(wǎng)絡(luò)檢索、與美國(guó)Dialog情報(bào)檢索系統(tǒng)聯(lián)機(jī)檢索以及手工檢索相結(jié)合的方式，在上述檢索范圍內(nèi)，查到相關(guān)文獻(xiàn)幾十篇，其中對(duì)密切相關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容總結(jié)如下1、文獻(xiàn)1是一篇關(guān)于保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試問(wèn)題方面的綜述性文獻(xiàn)，文獻(xiàn)1和本課題研究的側(cè)重點(diǎn)不同。而本課題研究了基于壓力微擾法的保偏光纖拍長(zhǎng)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試儀，測(cè)試儀還可以用來(lái)進(jìn)行應(yīng)力對(duì)保偏光纖性能影響的分析。
2、文獻(xiàn)2基于壓力法，采用點(diǎn)耦合分析，提出了一種偏軸輸入對(duì)軸檢測(cè)的測(cè)量法，并建立了微機(jī)控制的拍長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)；文獻(xiàn)3系統(tǒng)全面地分析總結(jié)了壓力法測(cè)量保偏光纖拍長(zhǎng)的原理和方法，給出了單模工作情況下側(cè)向壓力作用模式耦合的嚴(yán)格理論分析。文獻(xiàn)9也介紹了采用一種簡(jiǎn)單的非調(diào)制的彈性光學(xué)微擾技術(shù)測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)。文獻(xiàn)2、3、9均采用壓力法測(cè)量保偏光纖拍長(zhǎng)，但并未提出相關(guān)技術(shù)手段，而本課題基于壓力微擾法測(cè)量保偏光纖拍長(zhǎng)參數(shù)，采用了獨(dú)特的技術(shù)手段，并且用高精度微位移步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)50納米分辨率和10微米測(cè)量精度。但本課題還采用了軸承對(duì)可調(diào)壓力技術(shù)，以及液晶觸摸屏人機(jī)交互模式和上位機(jī)數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，可以對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
3、文獻(xiàn)4、6、7、8均敘述了磁光調(diào)制的方法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)，利用磁光調(diào)制法測(cè)量偏振保持光纖拍長(zhǎng)的基本原理并介紹了建立的測(cè)試系統(tǒng)和方法。而本課題研究了基于壓力微擾法的保偏光纖拍長(zhǎng)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試儀，文獻(xiàn)4、6、7、8與本課題采用的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)量方法不同。此外由于磁光法在磁場(chǎng)的形成，信號(hào)的調(diào)制檢測(cè)等方面較壓力法有更高的要求。同時(shí)磁光法不能用于外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。
4、文獻(xiàn)5介紹了保偏光纖的偏振串音和h參數(shù)以及它們的相互關(guān)系，給出了高精度起偏系統(tǒng)和檢偏系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)，對(duì)影響測(cè)試精度的各種因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。并使用自制的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)國(guó)內(nèi)幾個(gè)單位生產(chǎn)的保偏光纖進(jìn)行了測(cè)試。本課題研究了基于壓力微擾法的保偏光纖拍長(zhǎng)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試儀，并采用軸承對(duì)可調(diào)壓力技術(shù)和液晶觸摸屏人機(jī)交互模式和上位機(jī)數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。文獻(xiàn)7與本課題研究的側(cè)重點(diǎn)不同。
此外，在專利JP59-81523，JP59-126225，JP58-223032，EU0291962A2，EU0249923A2，及US6229599B1中，提及了觀測(cè)法，波長(zhǎng)掃描法，時(shí)差計(jì)算等方法，都不能達(dá)到本發(fā)明的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的新的技術(shù)方案，通過(guò)本發(fā)明，使用高精度微位移步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)，和軸承對(duì)可調(diào)施壓技術(shù)，以及液晶觸摸屏交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保偏光纖拍長(zhǎng)自動(dòng)測(cè)量的同時(shí)，還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用保偏光纖在應(yīng)力作用下的性能分析。此外使用的光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置，更能廣泛應(yīng)用于其它光纖偏振態(tài)的耦合調(diào)節(jié)中。
本發(fā)明的技術(shù)方案這種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，它是由精密微位移控制裝置、信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)、液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)、上位機(jī)分析處理系統(tǒng)、光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置、壓力施加裝置、光路系統(tǒng)組成；精密微位移控制裝置由步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路7，精密絲杠及螺帽9和支架及其底座6組成，其由信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8通過(guò)電線接口15、16與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路連接，精密絲杠及螺帽9上通過(guò)螺釘固定連接有壓力施加裝置2；信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，采用單片機(jī)控制；它通過(guò)電線接口15、16與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路7)連接；在絲杠螺帽9的運(yùn)動(dòng)極限位置之間，安裝有機(jī)械限位開(kāi)關(guān)26，在安裝機(jī)械限位開(kāi)關(guān)的一側(cè)安裝位置傳感器25，信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，通過(guò)電線接口19、24與液晶觸摸屏連接，通過(guò)電線接口17、20與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10連接，通過(guò)電線接口18，22與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)用于人機(jī)交互平臺(tái)；光路系統(tǒng)，由光源模塊5，起偏器件78，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，被測(cè)光纖39，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12，檢偏器件80，探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10組成；其特點(diǎn)在于壓力施加裝置2，由壓力基座38、軸承固定座33、活動(dòng)座30、壓力杠桿28、壓力調(diào)節(jié)塊35，壓力源34或壓力彈簧37、軸承對(duì)32以及光纖限位片36組成；壓力基座與精密絲杠螺帽9通過(guò)螺釘連接在一起，軸承對(duì)32分別通過(guò)螺釘固定在軸承固定座33、活動(dòng)座30上，軸承活動(dòng)座30可以繞軸31轉(zhuǎn)動(dòng)，以分離軸承對(duì)32裝卸被測(cè)光纖和傳遞壓力杠桿28的力在被測(cè)光纖上；在軸承對(duì)32的一側(cè)或兩側(cè)放置有光纖限位片36；壓力施加裝置2和光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3、12，由螺釘固定連接在精密位移控制裝置的精密絲杠及螺帽9和支架的上方；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，12由耦合座40、光纖夾持橡膠42、光纖定位陶瓷座46、安裝于光纖軸向定位空間50的光纖軸向限位指示裝置67及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置組成；在耦合座40上有光纖定位V型槽65，夾持光纖壓片支架41，夾持壓力磁鐵43，通過(guò)螺紋固定裸光纖定位陶瓷頭46的連接座45，以及容納光纖直接耦合時(shí)伸出光纖的回縮空間44以及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置的輸出光纖或信號(hào)電線的空間61；活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置與耦合座40通過(guò)螺紋與連接螺帽58連接，活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)定位軸承52和連接螺帽58采用間隙配合限位；同時(shí)在空間62中可以放置彈簧，彈簧的一端與連接螺帽58接觸，彈簧的另一端與定位軸承52的外圓接觸。在耦合座40上開(kāi)有一個(gè)容納光纖軸向限位指示裝置67的空間50和固定螺孔51；光路系統(tǒng)中，光源可以采用DFB激光器，置于光源模塊5中，光源模塊5與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3通過(guò)光纖跳線連接，在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中，跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭54通過(guò)定位陶瓷C型管53與裸光纖定位陶瓷頭46對(duì)接，被測(cè)光纖光輸入端通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭46與跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭54中的光纖直接對(duì)接；被測(cè)光纖的另一端采用同樣的方法與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12連接；在采用光纖型檢偏器件時(shí)，檢偏器件可以置于探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10中，光纖型檢偏器與光探測(cè)器通過(guò)光纖活動(dòng)接頭連接；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10通過(guò)光纖跳線連接；此時(shí)被測(cè)光纖輸出端與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12的連接與被測(cè)光纖輸入端相同；在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，光源模塊5中的發(fā)光器件尾纖可以直接或通過(guò)光纖跳線與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3連接；在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中，發(fā)光器件或跳線的尾纖，通過(guò)定位陶瓷頭79定位于準(zhǔn)直透鏡77的入射端；準(zhǔn)直透鏡77之間放置有晶體起偏器78，晶體起偏器78后準(zhǔn)直透鏡77的出射端定位于陶瓷頭76中的光纖；此光纖與被測(cè)光纖通過(guò)定位陶瓷頭對(duì)接耦合；在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，被測(cè)光纖通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭46定位，其后放置有晶體檢偏器80，光探測(cè)器81，及其進(jìn)行光信號(hào)前置處理的模塊82。
保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的測(cè)試方法它包括6個(gè)步驟。
保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀可以應(yīng)用在光纖或保偏光纖在不同外力作用下性能的分析；通過(guò)改變施加在被測(cè)光纖上壓力的大小，記錄拍長(zhǎng)測(cè)試過(guò)程中，光功率的變化范圍，進(jìn)行外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究；可以通過(guò)給出一定壓力下的拍長(zhǎng)數(shù)值及其光功率的相對(duì)變化的大小，或一定拍長(zhǎng)測(cè)量次數(shù)的光功率相對(duì)變化的平均值，或一定光功率相對(duì)變化數(shù)值下的壓力大小，作為對(duì)保偏光纖性能評(píng)價(jià)的一個(gè)參數(shù)。
本發(fā)明的有益效果可實(shí)現(xiàn)50nm分辨率和10μm測(cè)量精度。儀器的易損件可方便更換；可通過(guò)軸承對(duì)對(duì)被測(cè)光纖施壓，光纖不易斷裂；采用偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置，光路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；采用液晶觸摸屏交互模式，可獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試工作；具有通訊接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊和上位機(jī)數(shù)據(jù)的交換及分析處理。另外，作為保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的一種應(yīng)用，還可以將通過(guò)改變施加在被測(cè)光纖上壓力的大小，記錄拍長(zhǎng)測(cè)試過(guò)程中的光功率的變化范圍，進(jìn)行外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理2壓力施加裝置結(jié)構(gòu)3一種光纖偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)4一種光纖偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置耦合座立體結(jié)構(gòu)及光纖軸向限位指示裝置結(jié)構(gòu)5一種光纖偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)6一種光纖偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)7本發(fā)明控制電路連接框8本發(fā)明控制程序框中1.液晶觸摸顯示屏，2.壓力施加裝置，3.偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置，4.機(jī)殼，5.光源驅(qū)動(dòng)模塊，6.精密微位移控制裝置底座，7.步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器，8.信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)，9.絲杠螺帽，10.探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊，11.上位機(jī)分析處理系統(tǒng)，12.光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置13，14.光源驅(qū)動(dòng)側(cè)接口，15，16.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口，17，20.光功率探測(cè)端與信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)間接口，18，22.上位機(jī)接口，19，24.信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)與觸摸屏接口，21，23.光功率探測(cè)端，與偏振態(tài)直接耦合裝置間接口，25.原點(diǎn)位置傳感器，26.機(jī)械限位開(kāi)關(guān)，27.壓力施加裝置基座，28.壓力杠桿，29.杠桿支點(diǎn)，30.軸承活動(dòng)座，31.軸承活動(dòng)座轉(zhuǎn)軸，32.軸承對(duì)，33.軸承固定座，34.壓力源，35.傳遞壓力調(diào)節(jié)塊，36.光纖限位片，37.彈簧，38.壓力施加裝置基座39.被測(cè)光纖，40.耦合座，41夾持光纖壓片支架，42.光纖夾持橡膠，43.夾持壓力磁鐵，44.回縮空間，45.陶瓷座，46.陶瓷頭，47.固定螺帽，48.連接基座，49.陶瓷C型管座，50.光纖軸向定位空間，51.固定螺孔，52.旋轉(zhuǎn)定位軸承，53.定位陶瓷C型管，54.定位陶瓷頭，55.連接螺帽，56.活動(dòng)接頭，57.尾纖，58.旋轉(zhuǎn)連接螺帽，59.耦合座，60.旋轉(zhuǎn)鈕，61.輸出光纖或信號(hào)電線的空間，62.壓力彈簧空間，65.光纖定位V型槽，67.限位指示裝置，68、69.限位平面，70.光纖，71.限位指示片，72移動(dòng)擋片，73、74.限位指示片的結(jié)構(gòu)比例的倍數(shù)，75.活動(dòng)連接頭，76.偏振光輸出定位陶瓷頭，77.準(zhǔn)直透鏡，78.晶體起偏器，79.尾纖定位陶瓷頭80.晶體檢偏器，81.光探測(cè)器，82.信號(hào)放大，83.活動(dòng)連接頭。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明由精密微位移控制裝置，壓力施加裝置，光路系統(tǒng)，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置，信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)，液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)，上位機(jī)分析處理系統(tǒng)組成。
精密位移控制裝置由控制驅(qū)動(dòng)電路，步進(jìn)電機(jī)，精密絲杠及支架組成，如圖1所示。光路系統(tǒng)由發(fā)光器件，驅(qū)動(dòng)電路，被測(cè)光纖，探測(cè)器及光功率檢測(cè)系統(tǒng)組成，其中被測(cè)光纖的耦合輸入和輸出通過(guò)光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)光的耦合。如圖2所示。在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置中，包括V型槽磁壓固定裝置，耦合調(diào)節(jié)裝置組成，其中耦合調(diào)節(jié)裝置中包括光纖耦合定位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，可拆卸的耦合定位機(jī)構(gòu)及偏振態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成如圖3所示。信號(hào)處理分析系統(tǒng)包括光功率信號(hào)接收接口，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)限位信號(hào)，位移原點(diǎn)信號(hào)，觸摸屏信號(hào)發(fā)送接收接口，上位機(jī)接口等組成。液晶觸摸屏采用商品化產(chǎn)品。上位機(jī)分析處理系統(tǒng)包括，數(shù)據(jù)接收保存處理、顯示，和測(cè)試結(jié)果分析軟件組成。
精密微位移控制裝置由步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路7，精密絲杠及螺帽9和支架及其底座6組成，其由信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8通過(guò)電線接口15、16與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路連接，精密絲杠及螺帽9上通過(guò)螺釘固定連接有壓力施加裝置2；信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，采用單片機(jī)控制；它通過(guò)電線接口15、16與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路7連接；在絲杠螺帽9的運(yùn)動(dòng)極限位置之間，安裝有機(jī)械限位開(kāi)關(guān)26，在安裝機(jī)械限位開(kāi)關(guān)的一側(cè)安裝位置傳感器25，信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，通過(guò)電線接口19、24與液晶觸摸屏連接，通過(guò)電線接口17、20與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10連接，通過(guò)電線接口18，22與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)用于人機(jī)交互平臺(tái)；光路系統(tǒng)，由光源模塊5，起偏器件78，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，被測(cè)光纖39，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12，檢偏器件80，探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10組成；其特點(diǎn)在于壓力施加裝置2，由壓力基座38、軸承固定座33、活動(dòng)座30、壓力杠桿28、壓力調(diào)節(jié)塊35，壓力源34或壓力彈簧37、軸承對(duì)32以及光纖限位片36組成；壓力基座與精密絲杠螺帽9通過(guò)螺釘連接在一起，軸承對(duì)32分別通過(guò)螺釘固定在軸承固定座33、活動(dòng)座30上，軸承活動(dòng)座30可以繞軸31轉(zhuǎn)動(dòng)，以分離軸承對(duì)32裝卸被測(cè)光纖和傳遞壓力杠桿28的力在被測(cè)光纖上；在軸承對(duì)32的一側(cè)或兩側(cè)放置有光纖限位片36；壓力施加裝置2和光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3、12，由螺釘固定連接在精密位移控制裝置的精密絲杠及螺帽9和支架的上方；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，12由耦合座40、光纖夾持橡膠42、光纖定位陶瓷座46、安裝于光纖軸向定位空間50的光纖軸向限位指示裝置67及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置組成；在耦合座40上有光纖定位V型槽65，夾持光纖壓片支架41，夾持壓力磁鐵43，通過(guò)螺紋固定裸光纖定位陶瓷頭46的連接座45，以及容納光纖直接耦合時(shí)伸出光纖的回縮空間44以及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置的輸出光纖或信號(hào)電線的空間61；活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置與耦合座40通過(guò)螺紋與連接螺帽58連接，活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)定位軸承52和連接螺帽58采用間隙配合限位；同時(shí)在空間62中可以放置彈簧，彈簧的一端與連接螺帽58接觸，彈簧的另一端與定位軸承52的外圓接觸。在耦合座40上開(kāi)有一個(gè)容納光纖軸向限位指示裝置67的空間50和固定螺孔51；光路系統(tǒng)中，光源可以采用DFB激光器，置于光源模塊5中，光源模塊5與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3通過(guò)光纖跳線連接，在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中，跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭54通過(guò)定位陶瓷C型管53與裸光纖定位陶瓷頭46對(duì)接，被測(cè)光纖光輸入端通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭46與跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭54中的光纖直接對(duì)接；被測(cè)光纖的另一端采用同樣的方法與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12連接；在采用光纖型檢偏器件時(shí)，檢偏器件可以置于探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10中，光纖型檢偏器與光探測(cè)器通過(guò)光纖活動(dòng)接頭連接；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10通過(guò)光纖跳線連接；此時(shí)被測(cè)光纖輸出端與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12的連接與被測(cè)光纖輸入端相同；在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，光源模塊5中的發(fā)光器件尾纖可以直接或通過(guò)光纖跳線與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3連接；在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中，發(fā)光器件或跳線的尾纖，通過(guò)定位陶瓷頭79定位于準(zhǔn)直透鏡77的入射端；準(zhǔn)直透鏡77之間放置有晶體起偏器78，晶體起偏器78后準(zhǔn)直透鏡77的出射端定位于陶瓷頭76中的光纖；此光纖與被測(cè)光纖通過(guò)定位陶瓷頭對(duì)接耦合；在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，被測(cè)光纖通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭46定位，其后放置有晶體檢偏器80，光探測(cè)器81，及其進(jìn)行光信號(hào)前置處理的模塊82。
在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中的一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置是由連接固定螺帽47，連接基座48，光纖定位陶瓷C型管座49，旋轉(zhuǎn)定位軸承52，光纖定位陶瓷C型管53，光纖活動(dòng)接頭56的定位陶瓷頭54，活動(dòng)接頭56的連接螺帽55，光纖活動(dòng)接頭56的尾纖57，以及旋轉(zhuǎn)連接螺帽58，和旋轉(zhuǎn)鈕60組成；裸光纖定位陶瓷頭46與活動(dòng)接頭56的定位陶瓷頭通過(guò)位于定位陶瓷C型管座49中的定位陶瓷C型管53對(duì)接，兩個(gè)定位陶瓷頭可以在定位陶瓷C型管53的軸向方向相對(duì)直線位移，和以軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)；連接固定螺帽47通過(guò)螺紋與連接基座48，將陶瓷C型管座49，旋轉(zhuǎn)定位軸承52，定位陶瓷C型管53，旋轉(zhuǎn)鈕60連接在一起，旋轉(zhuǎn)連接螺帽58，通過(guò)螺紋與耦合座40連接，同時(shí)位于空間62中，在旋轉(zhuǎn)定位軸承52的外圓和旋轉(zhuǎn)連接螺帽58之間的彈簧處于壓縮狀態(tài)；活動(dòng)接頭56通過(guò)其螺帽55與連接基座48通過(guò)螺紋連接在一起；在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置中還包括偏振光輸出定位陶瓷頭76及內(nèi)部的光纖，準(zhǔn)直透鏡77，晶體起偏器78，尾纖定位陶瓷頭79；其通過(guò)活動(dòng)連接頭75與連接基座48連接在一起，在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置還包括晶體檢偏器80后，光探測(cè)器81，及光電轉(zhuǎn)換等電路82，其通過(guò)活動(dòng)連接頭83與連接基座48連接在一起。
壓力調(diào)節(jié)塊35上，有與壓力杠桿28形狀相適應(yīng)的孔或與彈簧相連接的掛鉤，壓力調(diào)節(jié)塊35還可以是磁性材料或永磁體與壓力源34產(chǎn)生相互的磁力吸引。
壓力源34可以是永磁體或電磁體，電磁體中有通電產(chǎn)生磁力的線圈和鐵磁心。
所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的測(cè)試方法，其特點(diǎn)在于它包括下屬步驟(1)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，進(jìn)行系統(tǒng)自檢合格后，安裝被測(cè)光纖；(2)調(diào)節(jié)偏振態(tài)直接耦合裝置，使被測(cè)光纖的輸入和輸出端具有一定的偏振態(tài)；(3)確定施加壓力的方式，并調(diào)節(jié)壓力施加裝置由軸承對(duì)在被測(cè)光纖上施加一定壓力；(4)啟動(dòng)微位移裝置使壓力施加裝置沿光纖軸向緩慢移動(dòng)；(5)液晶觸摸屏及上位計(jì)算機(jī)顯示光功率的變化及曲線，并根據(jù)其變化周期給出拍長(zhǎng)參數(shù)；(6)改變施加在光纖上的壓力大小，記錄光功率的變化范圍，用于不同壓力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。
所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的應(yīng)用可以將所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀用于光纖或保偏光纖在不同外力作用下的性能分析；通過(guò)改變施加在被測(cè)光纖上壓力的大小，記錄拍長(zhǎng)測(cè)試過(guò)程中，光功率的變化范圍，進(jìn)行外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究；可以通過(guò)給出一定壓力下的拍長(zhǎng)數(shù)值及其光功率的相對(duì)變化的大小，或一定拍長(zhǎng)測(cè)量次數(shù)的光功率相對(duì)變化的平均值，或一定光功率相對(duì)變化數(shù)值下的壓力大小，作為對(duì)保偏光纖性能評(píng)價(jià)的一個(gè)參數(shù)。
實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明由液晶觸摸顯示屏1、精密微位移控制裝置3，6，7、壓力施加裝置2、光路系統(tǒng)、光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，12、光源驅(qū)動(dòng)模塊5，信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10、上位機(jī)分析處理系統(tǒng)11組成。
液晶觸摸屏用于人機(jī)交互平臺(tái)，輸入控制參數(shù)和顯示測(cè)量數(shù)據(jù)及測(cè)量結(jié)果，其通過(guò)接口24，16與信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8連接。壓力施加裝置2與精密位移控制裝置中的絲杠螺帽9連接。隨著絲杠螺帽左右移動(dòng)，同時(shí)夾持在其中軸承對(duì)之間的光纖受到預(yù)定壓力的作用，實(shí)現(xiàn)壓力微繞的相對(duì)位移。根據(jù)程序的設(shè)定其運(yùn)動(dòng)的速度、范圍等可更改。完整的光路從光源驅(qū)動(dòng)模塊5，由光纖跳線通過(guò)接口13，14和光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3連接。光源驅(qū)動(dòng)模塊5由驅(qū)動(dòng)電路和發(fā)光器件組成。起偏裝置位于光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中或光源驅(qū)動(dòng)模塊5中。在本實(shí)施例中選用了DFB激光器實(shí)現(xiàn)功率的線偏振光輸出，其位于光源驅(qū)動(dòng)模塊5中。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能可靠。使用傳統(tǒng)的塊狀晶體材料時(shí)，可將其設(shè)置于光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3中實(shí)現(xiàn)。被測(cè)光纖通過(guò)類似于裸光纖適配器的連接方法與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3及12連接。并將其夾持在壓力施加裝置中的軸承對(duì)之間。被測(cè)光纖連接于光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12，在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12中，可以實(shí)現(xiàn)偏振態(tài)與其后的光纖或檢測(cè)光路及電路的不同偏振態(tài)耦合調(diào)節(jié)。使用塊狀晶體時(shí)可以將探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10與其進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)接口23與21進(jìn)行電信號(hào)的傳輸。在探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10進(jìn)行數(shù)字處理后通過(guò)數(shù)字接口19和20將數(shù)字信號(hào)傳送至信號(hào)處理分析控制8進(jìn)行進(jìn)一步的處理。在本實(shí)施例中采用了光纖型檢偏器，被測(cè)光纖的偏振態(tài)耦合通過(guò)光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置12，直接調(diào)節(jié)耦合耦合光纖端面的徑向相對(duì)角度實(shí)現(xiàn)。其后可以通過(guò)接口23、21由光纖跳線連接入探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10?；蛑苯佑晒饫w型起偏器連接入探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊10，以實(shí)現(xiàn)完整的光路傳輸系統(tǒng)。信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，還可以通過(guò)接口18，22與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，并通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析和處理。
精密微位移系統(tǒng)由信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8，步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器7，精密絲杠及螺帽9，支架和底座6，機(jī)械限位開(kāi)關(guān)26，原點(diǎn)位置傳感器25，以及精密直線導(dǎo)軌組成。其由信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)8通過(guò)接口15，16控制給出速度和運(yùn)動(dòng)方向及坐標(biāo)原點(diǎn)信號(hào)。同時(shí)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)26，用于異常狀態(tài)下的系統(tǒng)保護(hù)。
壓力施加裝置2由壓力基座38、軸承固定座33、活動(dòng)座30、壓力杠桿28、壓力調(diào)節(jié)塊35，壓力源34或壓力彈簧37、軸承對(duì)32以及光纖限位片36組成。壓力基座與精密絲杠螺帽9連接在一起。軸承對(duì)32分別固定在軸承固定座33、活動(dòng)座30上。軸承活動(dòng)座30可以繞軸31轉(zhuǎn)動(dòng)，以分離軸承對(duì)32裝卸被測(cè)光纖和傳遞壓力杠桿28的力在被測(cè)光纖上。壓力調(diào)節(jié)塊35可以是砝碼通過(guò)調(diào)節(jié)其重量或與杠桿支點(diǎn)29的距離調(diào)節(jié)壓力的大小。壓力調(diào)節(jié)塊35還可以是磁性材料或永磁體，通過(guò)與壓力源34產(chǎn)生相互的磁力的大小或與杠桿支點(diǎn)29的距離調(diào)節(jié)壓力的大小。壓力源34可以是永磁體或電磁體，電磁體可以通過(guò)調(diào)節(jié)其通過(guò)電流的大小改變與壓力調(diào)節(jié)塊35之間的磁力的大小。當(dāng)使用電磁力時(shí)，還可以通過(guò)一定的電流調(diào)制產(chǎn)生調(diào)制壓力變化。通過(guò)解調(diào)，還可以進(jìn)一步提高檢測(cè)的靈敏度和精度。壓力的大小還可以通過(guò)調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)塊35改變彈簧37長(zhǎng)短實(shí)現(xiàn)。光纖限位片36可以在軸承對(duì)32的兩側(cè)同時(shí)放置。當(dāng)裝卸光纖打開(kāi)軸承對(duì)時(shí)，其對(duì)光纖的裝卸沒(méi)有影響，在工作過(guò)程中將限制光纖位于軸承對(duì)之間的一定位置。
光纖偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置3，12由耦合座40、光纖夾持橡膠42光纖定位陶瓷座46、安裝于光纖定位空間50的光纖軸向限位指示裝置67及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置組成。
在耦合座40上有光纖定位V型槽65，夾持光纖壓片支架41，夾持壓力磁鐵43，固定光纖定位陶瓷頭46的陶瓷座45，以及容納光纖直接耦合時(shí)伸出光纖的回縮空間44以及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置的輸出光纖或信號(hào)電線的空間61。活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置可以沿光纖定位陶瓷頭的軸向直線移動(dòng)和圍繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其與耦合座40通過(guò)連接螺帽58連接。同時(shí)在空間62中可以放置彈簧，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接螺帽58來(lái)調(diào)節(jié)光纖定位陶瓷頭與活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置之間的作用力大小。由于彈簧作用于其中定位軸承52的外徑上，所以力的大小對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)偏振態(tài)的影響很小，調(diào)節(jié)靈活。
一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置由連接固定螺帽47，連接基座48，光纖定位陶瓷C型管座49，旋轉(zhuǎn)定位軸承52，光纖定位陶瓷C型管53，光纖活動(dòng)接頭56的定位陶瓷頭54，活動(dòng)接頭56的連接螺帽55，光纖活動(dòng)接頭56的尾纖57，以及旋轉(zhuǎn)連接螺帽58，和旋轉(zhuǎn)鈕60組成。該結(jié)構(gòu)使裸光纖定位陶瓷頭46與活動(dòng)接頭56的光纖定位陶瓷頭通過(guò)光纖定位陶瓷C型管座49，連接在一起，并可以使兩個(gè)定位陶瓷頭在軸向方向相對(duì)直線位移，和以軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光纖偏振態(tài)在光纖端面之間進(jìn)行偏振態(tài)直接耦合和調(diào)節(jié)。連接固定螺帽47與連接基座48將49，52，53，60連接在一起。旋轉(zhuǎn)連接螺帽58，與耦合座40連接，同時(shí)位于空間62中的彈簧對(duì)旋轉(zhuǎn)定位軸承52的外圓施加壓力，并實(shí)現(xiàn)活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置與耦合座40的連接?；顒?dòng)接頭56通過(guò)其螺帽55與連接基座48連接。由于通過(guò)連接固定螺帽47和旋轉(zhuǎn)連接螺帽58實(shí)現(xiàn)可拆卸的固定連接，方便更換活動(dòng)連接的易損件。此外該結(jié)構(gòu)方便更換不同規(guī)格的光纖所要求的不同規(guī)格的裸光纖定位陶瓷頭46。
在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置中還包括偏振光輸出定位陶瓷頭76及內(nèi)部的光纖，準(zhǔn)直透鏡77，晶體起偏器78，尾纖定位陶瓷頭79。其通過(guò)活動(dòng)連接頭75與連接基座48連接在一起。在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置還包括晶體檢偏器80后，光探測(cè)器81，及光電轉(zhuǎn)換等電路82。其通過(guò)活動(dòng)連接頭83與連接基座48連接在一起。
在被測(cè)光纖連接進(jìn)光路系統(tǒng)時(shí)，必須保證裸光纖伸出裸光纖定位陶瓷頭一定長(zhǎng)度。為檢測(cè)這一伸出量，在耦合座40上開(kāi)有一個(gè)容納光纖軸向限位指示裝置67的空間50和固定螺孔51。裸光纖伸出長(zhǎng)度可以在軸向進(jìn)行限位指示。其作用通過(guò)在裸光纖伸出定位陶瓷頭以前，將活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)鈕60后拉至光纖軸向限位指示裝置67之外，將光纖軸向限位指示裝置67轉(zhuǎn)回到定位指示位置，然后將裸光纖伸出定位陶瓷頭后與定位陶瓷指示片71接觸時(shí)進(jìn)行限位指示。限位指示片移動(dòng)，表明裸光纖有一定量的伸出。之后將光纖軸向限位指示裝置67轉(zhuǎn)回到一定位置，使活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置回到光耦合位置，實(shí)現(xiàn)光的耦合及進(jìn)行偏振態(tài)的調(diào)節(jié)。為減少偏振調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)光纖端面和陶瓷定位頭端面的摩擦，可以將活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置回退一定距離后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。
光纖軸向限位指示裝置67由限位基座67，限位平面68，69，限位指示片71，及限位指示片移動(dòng)擋片72組成。其通過(guò)螺釘將其與耦合座40連接，并可以螺釘為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。限位指示片71可以通過(guò)焊接或膠粘與限位基座67連接。當(dāng)伸出光纖接觸限位指示片后繼續(xù)伸出的光纖將使限位指示片以限位平面68，69之間的端線彎曲。光纖伸出量也將以限位指示片的結(jié)構(gòu)比例[73+74]/74的倍數(shù)在限位指示片的端部放大，以便觀察。此外也可以通過(guò)光電等機(jī)構(gòu)給出控制信號(hào)用于指示或自動(dòng)控制。
所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的應(yīng)用，除可以用于保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試外，還可以將通過(guò)改變施加在被測(cè)光纖上壓力的大小，記錄拍長(zhǎng)測(cè)試過(guò)程中的光功率的變化范圍，進(jìn)行外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。不同的保偏光纖在同一大小的外力作用下，或同一保偏光纖在不同大小的外力作用下，其對(duì)保偏光纖的保偏性能的影響都將表現(xiàn)出不同特性。
為此，可以通過(guò)給出一定壓力下的拍長(zhǎng)數(shù)值及其光功率的相對(duì)變化的大小，或一定拍長(zhǎng)測(cè)量次數(shù)的光功率相對(duì)變化的平均值，或一定光功率相對(duì)變化數(shù)值下的壓力大小，作為對(duì)保偏光纖性能評(píng)價(jià)的一個(gè)參數(shù)。為方便將拍長(zhǎng)測(cè)試儀用于保偏光纖性能分析方面的應(yīng)用，可以在使用電磁鐵施加壓力時(shí)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)電磁鐵的電流改變對(duì)光纖施加壓力的大小，并以此電流的大小表征對(duì)光纖施加壓力的大小，以作為對(duì)保偏光纖性能評(píng)價(jià)的一個(gè)參數(shù)。在給出拍長(zhǎng)參數(shù)的同時(shí)也給出電磁鐵的電流的大小或相應(yīng)的施加壓力的大小。
權(quán)利要求
1.一種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，它是由精密微位移控制裝置、信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)、液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)、上位機(jī)分析處理系統(tǒng)、光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置、壓力施加裝置、光路系統(tǒng)組成；精密微位移控制裝置由步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路(7)，精密絲杠及螺帽(9)和支架及其底座(6)組成，其由信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)(8)通過(guò)電線接口(15，16)與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路連接，精密絲杠及螺帽(9)上通過(guò)螺釘固定連接有壓力施加裝置(2)；信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)(8)，采用單片機(jī)控制；它通過(guò)電線接(15，16)與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路(7)連接；在絲杠螺帽(9)的運(yùn)動(dòng)極限位置之間，安裝有機(jī)械限位開(kāi)關(guān)(26)，在安裝機(jī)械限位開(kāi)關(guān)的一側(cè)安裝位置傳感器(25)，信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)(8)，通過(guò)電線接口(19，24)與液晶觸摸屏連接，通過(guò)電線接口(17，20)與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊(10)連接，通過(guò)電線接(18，22)與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)用于人機(jī)交互平臺(tái)；光路系統(tǒng)，由光源模塊(5)，起偏器件(78)，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3)，被測(cè)光纖(39)，光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(12)，檢偏器件(80)，探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊(10)組成；其特征在于壓力施加裝置(2)，由壓力基座(38)、軸承固定座(33)、活動(dòng)座(30)、壓力杠桿(28)、壓力調(diào)節(jié)塊(35)，壓力源(34)或壓力彈簧(37)、軸承對(duì)(32)以及光纖限位片(36)組成；壓力基座與精密絲杠螺帽(9)通過(guò)螺釘連接在一起，軸承對(duì)(32)分別通過(guò)螺釘固定在軸承固定座(33)、活動(dòng)座(30)上，軸承活動(dòng)座(30)可以繞軸(31)轉(zhuǎn)動(dòng)，以分離軸承對(duì)(32)裝卸被測(cè)光纖和傳遞壓力杠桿(28)的力在被測(cè)光纖上；在軸承對(duì)(32)的一側(cè)或兩側(cè)放置有光纖限位片(36)；壓力施加裝置(2)和光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3、12)，由螺釘固定連接在精密位移控制裝置的精密絲杠及螺帽(9)和支架的上方；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3，12)由耦合座(40)、光纖夾持橡膠(42)、光纖定位陶瓷座(46)、安裝于光纖軸向定位空間(50)的光纖軸向限位指示裝置(67)及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置組成；在耦合座(40)上有光纖定位V型槽(65)，夾持光纖壓片支架(41)，夾持壓力磁鐵(43)，通過(guò)螺紋固定裸光纖定位陶瓷頭(46)的連接座(45)，以及容納光纖直接耦合時(shí)伸出光纖的回縮空間(44)以及活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置的輸出光纖或信號(hào)電線的空間(61)；活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置與耦合座(40)通過(guò)螺紋與連接螺帽(58)連接，活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)定位軸承(52)和連接螺帽(58)采用間隙配合限位；同時(shí)在空間(62)中可以放置彈簧，彈簧的一端與連接螺帽(58)接觸，彈簧的另一端與定位軸承(52)的外圓接觸。在耦合座(40)上開(kāi)有一個(gè)容納光纖軸向限位指示裝置(67)的空間(50)和固定螺孔(51)；光路系統(tǒng)中，光源可以采用DFB激光器，置于光源模塊(5)中，光源模塊(5)與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3)通過(guò)光纖跳線連接，在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3)中，跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭(54)通過(guò)定位陶瓷C型管(53)與裸光纖定位陶瓷頭(46)對(duì)接，被測(cè)光纖光輸入端通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭(46)與跳線活動(dòng)接頭的陶瓷定位頭(54)中的光纖直接對(duì)接；被測(cè)光纖的另一端采用同樣的方法與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(12)連接；在采用光纖型檢偏器件時(shí)，檢偏器件可以置于探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊(10)中，光纖型檢偏器與光探測(cè)器通過(guò)光纖活動(dòng)接頭連接；光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(12)與探測(cè)器及光功率檢測(cè)模塊(10)通過(guò)光纖跳線連接；此時(shí)被測(cè)光纖輸出端與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(12)的連接與被測(cè)光纖輸入端相同；在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，光源模塊(5)中的發(fā)光器件尾纖可以直接或通過(guò)光纖跳線與光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3)連接；在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3)中，發(fā)光器件或跳線的尾纖，通過(guò)定位陶瓷頭(79)定位于準(zhǔn)直透鏡(77)的入射端；準(zhǔn)直透鏡(77)之間放置有晶體起偏器(78)，晶體起偏器(78)后準(zhǔn)直透鏡(77)的出射端定位于陶瓷頭(76)中的光纖；此光纖與被測(cè)光纖通過(guò)定位陶瓷頭對(duì)接耦合；在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，被測(cè)光纖通過(guò)裸光纖定位陶瓷頭(46)定位，其后放置有晶體檢偏器(80)，光探測(cè)器(81)，及其進(jìn)行光信號(hào)前置處理的模塊(82)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，其特征在于在光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置(3、12)中的一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置是由連接固定螺帽(47)，連接基座(48)，光纖定位陶瓷C型管座(49)，旋轉(zhuǎn)定位軸承(52)，光纖定位陶瓷C型管(53)，光纖活動(dòng)接頭(56)的定位陶瓷頭(54)，活動(dòng)接頭(56)的連接螺帽(55)，光纖活動(dòng)接頭(56)的尾纖(57)，以及旋轉(zhuǎn)連接螺帽(58)，和旋轉(zhuǎn)鈕(60)組成；裸光纖定位陶瓷頭(46)與活動(dòng)接頭(56)的定位陶瓷頭通過(guò)位于定位陶瓷C型管座(49)中的定位陶瓷C型管(53)對(duì)接，兩個(gè)定位陶瓷頭可以在定位陶瓷C型管(53)的軸向方向相對(duì)直線位移，和以軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)；連接固定螺帽(47)通過(guò)螺紋與連接基座(48)，將陶瓷C型管座(49)，旋轉(zhuǎn)定位軸承(52)，定位陶瓷C型管(53)，旋轉(zhuǎn)鈕(60)連接在一起，旋轉(zhuǎn)連接螺帽(58)，通過(guò)螺紋與耦合座(40)連接，同時(shí)位于空間(62)中，在旋轉(zhuǎn)定位軸承(52)的外圓和旋轉(zhuǎn)連接螺帽(58)之間的彈簧處于壓縮狀態(tài)；活動(dòng)接頭(56)通過(guò)其螺帽(55)與連接基座(48)通過(guò)螺紋連接在一起；在采用塊狀晶體起偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置中還包括偏振光輸出定位陶瓷頭(76)及內(nèi)部的光纖，準(zhǔn)直透鏡(77)，晶體起偏器(78)，尾纖定位陶瓷頭(79)；其通過(guò)活動(dòng)連接頭(75)與連接基座(48)連接在一起，在采用塊狀晶體檢偏器件時(shí)，一種活動(dòng)組合偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置還包括晶體檢偏器(80)后，光探測(cè)器(81)，及光電轉(zhuǎn)換等電路(82)，其通過(guò)活動(dòng)連接頭(83)與連接基座(48)連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，其特征在于壓力施加裝置的壓力調(diào)節(jié)塊(35)上，有與壓力杠桿(28)形狀相適應(yīng)的孔或與彈簧相連接的掛鉤，壓力調(diào)節(jié)塊(35)還可以是磁性材料或永磁體與壓力源(34)產(chǎn)生相互的磁力吸引。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，其特征在于壓力施加裝置的壓力源(34)可以是永磁體或電磁體，電磁體中有通電產(chǎn)生磁力的線圈和鐵磁心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的測(cè)試方法，其特征在于它包括下屬步驟(1)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，進(jìn)行系統(tǒng)自檢合格后，安裝被測(cè)光纖；(2)調(diào)節(jié)偏振態(tài)直接耦合裝置，使被測(cè)光纖的輸入和輸出端具有一定的偏振態(tài)；(3)確定施加壓力的方式，并調(diào)節(jié)壓力施加裝置由軸承對(duì)在被測(cè)光纖上施加一定壓力；(4)啟動(dòng)微位移裝置使壓力施加裝置沿光纖軸向緩慢移動(dòng)；(5)液晶觸摸屏及上位計(jì)算機(jī)顯示光功率的變化及曲線，并根據(jù)其變化周期給出拍長(zhǎng)參數(shù)；(6)改變施加在光纖上的壓力大小，記錄光功率的變化范圍，用于不同壓力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的應(yīng)用，其特征在于還可以將所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀用于光纖或保偏光纖在不同外力作用下的性能分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的應(yīng)用，其特征在于通過(guò)改變施加在被測(cè)光纖上壓力的大小，記錄拍長(zhǎng)測(cè)試過(guò)程中，光功率的變化范圍，進(jìn)行外力對(duì)保偏光纖性能影響的分析研究。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀的應(yīng)用，其特征在于可以通過(guò)給出一定壓力下的拍長(zhǎng)數(shù)值及其光功率的相對(duì)變化的大小，或一定拍長(zhǎng)測(cè)量次數(shù)的光功率相對(duì)變化的平均值，或一定光功率相對(duì)變化數(shù)值下的壓力大小，作為對(duì)保偏光纖性能評(píng)價(jià)的一個(gè)參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀及應(yīng)用，特別是采用壓力微擾法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)參數(shù)的測(cè)試儀。壓力微擾法測(cè)量保偏光纖的拍長(zhǎng)技術(shù)，當(dāng)前實(shí)用化技術(shù)水平低。國(guó)內(nèi)一些單位所用儀器也多為實(shí)驗(yàn)室水平。本發(fā)明的這種保偏光纖拍長(zhǎng)測(cè)試儀，是由精密微位移控制裝置、信號(hào)處理分析控制系統(tǒng)、液晶觸摸屏顯示系統(tǒng)、上位機(jī)分析處理系統(tǒng)、光纖傳輸偏振態(tài)直接耦合調(diào)節(jié)裝置、壓力施加裝置、光路系統(tǒng)組成。本發(fā)明的有益效果可實(shí)現(xiàn)50nm分辨率和10μm測(cè)量精度。儀器易損件可方便更換；可通過(guò)軸承對(duì)對(duì)被測(cè)光纖施壓，光纖不易斷裂；采用液晶觸摸屏交互模式，可獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試工作；可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊，并可用于對(duì)光纖性能的分析處理。
文檔編號(hào)G01N21/00GK1912564SQ20061001545
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者張德生, 盛秋琴, 董孝義 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)