專利名稱：一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信息領(lǐng)域，尤其涉及一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法及裝置。
背景技術(shù)：
保偏光纖能實(shí)現(xiàn)光纖中光波偏振態(tài)穩(wěn)定的傳輸，在光纖傳感、相干光通信、光信 息處理等領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛，是應(yīng)用極為廣泛的特種光纖之一。由于保偏光纖中正交模 (快軸和慢軸)的傳播常數(shù)差別很大，兩模式耦合幾率小。如果光在光纖一個(gè)光軸平行 的方向上被線性偏振，那么光將維持其偏振態(tài)在光纖中進(jìn)行傳輸。如果在沿著光纖傳輸 時(shí)，光在其它角度被線性偏振，偏振態(tài)將發(fā)生變化，從線偏振到橢圓偏振到線偏振，再到橢 圓偏振并再次返回到線偏振，具有通常所說的差拍周期長(zhǎng)度(拍長(zhǎng))Lp。這種變化是模的 正交分量間的相位差的結(jié)果，相位差由它們的傳播常數(shù)之間的差別產(chǎn)生，及快、慢軸間存 在的折射率差。拍長(zhǎng)越短，快、慢軸間的折射率差越大，光纖對(duì)偏振的不規(guī)則性效應(yīng)就越 具有彈性，光纖對(duì)線性偏振光的偏振保持能力就越強(qiáng)。因此拍長(zhǎng)是衡量保偏光纖性能的 主要參數(shù)之一。現(xiàn)有技術(shù)提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法，具體可以參見文章編號(hào)為 1005-0086(2006)09-1074-04 ;該方法如圖1所示的測(cè)量系統(tǒng)中完成保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試， 該測(cè)量系統(tǒng)包括一個(gè)寬譜光源、一個(gè)保偏光纖環(huán)形濾波器、一個(gè)光譜儀和一個(gè)數(shù)據(jù)采集 器，其中保偏光纖環(huán)形濾波器包括兩個(gè)偏振控制器和一個(gè)待檢測(cè)保偏光纖；該方法通過數(shù) 據(jù)采集器獲取保偏光釬環(huán)形濾波器的透射數(shù)據(jù)，根據(jù)該獲取的透射數(shù)據(jù)查找出兩個(gè)峰值，
根據(jù)該兩個(gè)峰值估算出周期，根據(jù)Z/) =77777^計(jì)算出保偏光纖的拍長(zhǎng)；其中k為保
偏光纖的拍長(zhǎng)，L為被測(cè)光釬長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，A A為周期。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題 現(xiàn)有技術(shù)是用兩個(gè)特殊值(峰值)來估算出透射數(shù)據(jù)的周期的，并根據(jù)該周期計(jì) 算出拍長(zhǎng)的，由于周期的計(jì)算精度差，導(dǎo)致拍長(zhǎng)的計(jì)算精度差，拍長(zhǎng)精度一般只能到0. lmm。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法，所述方法包括
A、獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T (入)； B、對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(A)的曲線表達(dá)形式；
所述數(shù)據(jù)擬合包括采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬合對(duì)T (入) 數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合； c、根據(jù)r(李會(huì)
出保偏光纖拍長(zhǎng)Lp; 其中，L為保偏光纖的長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，^為溫度相位項(xiàng)。
本發(fā)明還提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試裝置，所述裝置包括
<formula>formula see original document page 3</formula>
+ P計(jì)算出雙折射系數(shù)P后，根據(jù)Zp^7計(jì)算 人 〃
獲取單元，用于獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T(A); 擬合單元，用于對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(A)的曲線表
達(dá)形式； 所述數(shù)據(jù)擬合包括采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬合對(duì)T(入) 數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合； 計(jì)算單元，用于根據(jù)r(義)二l 根據(jù)Z^ = ^"計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)LP ; 其中，L為保偏光纖的長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，^為溫度相位項(xiàng) 由上述本發(fā)明的具體實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有精度高，并能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同類 型保偏光纖拍長(zhǎng)的快速動(dòng)態(tài)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。 <formula>formula see original document page 4</formula>
計(jì)算出雙折射系數(shù)P后，


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明提供的一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明提供的一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法，該方法在如圖1所示的 測(cè)量系統(tǒng)下完成，該測(cè)量系統(tǒng)包括一個(gè)寬譜光源、一個(gè)保偏光纖環(huán)形濾波器、一個(gè)光譜儀 和一個(gè)數(shù)據(jù)采集器；該方法如圖2所示包括如下步驟
S21、獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T(入)； 完成S21的方法可以為獲取寬譜光源的光譜數(shù)據(jù)A( A )和經(jīng)過保偏光纖環(huán)形濾
波器后的光譜數(shù)據(jù)p(入)；根據(jù)<formula>formula see original document page 4</formula>)獲取T(入)，其中iL是光路中的總
體插入損耗； S22、對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(A)的曲線表達(dá)形式；
上述數(shù)據(jù)擬合的具體方法可以采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬合 對(duì)T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。 S23、根據(jù)r(李會(huì)
<formula>formula see original document page 4</formula>公式(3)計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)LP ; 上述公式(2)中L為保偏光纖的長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，^溫度相位項(xiàng)。 本發(fā)明提供的方法獲取透射譜數(shù)據(jù)T ( A )后，采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面
板中的曲線擬合得到T(A)的曲線表達(dá)式，然后根據(jù)上述公式(2)、 (3)計(jì)算出保偏光纖
<formula>formula see original document page 4</formula>
公式(2)計(jì)算出雙折射系數(shù)13后，根據(jù)拍長(zhǎng)，由于該方法對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，其采樣的數(shù)據(jù)量大，擬合的精度 高，從而使得根據(jù)T ( A )計(jì)算出的保偏光纖拍長(zhǎng)的精度高，通過實(shí)踐證明，該精度可以達(dá)到 0. Olmm，實(shí)踐證明，采用LabVI EW進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合后，計(jì)算得到拍長(zhǎng)的時(shí)間不到1秒，能夠?qū)?現(xiàn)各種不同類型保偏光纖拍長(zhǎng)的快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。 實(shí)施例1 :本實(shí)施例提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的技術(shù)場(chǎng) 景為，本實(shí)施例中的保偏光纖為熊貓型保偏光纖，工作波長(zhǎng)A為1550nm，該保偏光纖的長(zhǎng) 度L為3. 211m，該方法包括 S31、將至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)采用LabVIEW數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬 合得到T(A)的曲線表達(dá)式； S32、根據(jù)T(A)的曲線表達(dá)式以及公式(2)、(3)計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)為2. 63mm。
可選的，上述方法還可以包括S33、重復(fù)上述步驟S31和S32計(jì)算出多個(gè)保偏光纖 拍長(zhǎng)值，對(duì)該多個(gè)保偏光纖拍長(zhǎng)值求平均得到保偏光纖拍長(zhǎng)平均值。 本實(shí)施例提供的方法對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，其采樣的數(shù)據(jù)量
大，擬合的精度高，從而使得根據(jù)T ( A )計(jì)算出的保偏光纖拍長(zhǎng)的精度高，并且其對(duì)保偏光
纖拍長(zhǎng)進(jìn)行多次計(jì)算后取平均，進(jìn)一步提高了保偏光纖拍長(zhǎng)的精度，并且該計(jì)算方法計(jì)算
時(shí)間不到1秒，能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同類型保偏光纖拍長(zhǎng)的快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。 本販發(fā)明還提供一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試裝置，該裝置如圖4所示包括 獲取單元41，用于獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T(A); 擬合單元42，用于對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(A)的曲線
表達(dá)形式； 所述數(shù)據(jù)擬合包括采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬合對(duì)T (入) 數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合； 計(jì)算單元43 ，用于根據(jù)<formula>formula see original document page 5</formula>計(jì)算出雙折射系數(shù)e后，根<formula>formula see original document page 5</formula>計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)Lp; 其中，L為保偏光纖的長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，^為溫度相位項(xiàng)。
可選的，上述獲取單元41具體包括 數(shù)據(jù)模塊411，用于獲取寬譜光源的光譜數(shù)據(jù)A(A)和經(jīng)過保偏光纖環(huán)形濾波器 后的光譜數(shù)據(jù)P(A); 計(jì)算模塊412，用于根據(jù)<formula>formula see original document page 5</formula>和所述數(shù)據(jù)模塊中的A(A)和P(A)計(jì)算
得到T( A )，其中IL是光路中的總體插入損耗。
可選的，上述裝置還包括 平均單元44，用于觸發(fā)獲取單元41、擬合單元42和計(jì)算單元43進(jìn)行重復(fù)工作得 到多個(gè)Lp，對(duì)所述多個(gè)LP求平均得到LP的平均值。 本實(shí)施例提供的裝置對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，其采樣的數(shù)據(jù)量 大，擬合的精度高，從而使得根據(jù)T ( A )計(jì)算出的保偏光纖拍長(zhǎng)的精度高，并且其對(duì)保偏光纖拍長(zhǎng)進(jìn)行多次計(jì)算后取平均，進(jìn)一步提高了保偏光纖拍長(zhǎng)的精度，并且該計(jì)算方法計(jì)算 時(shí)間不到1秒，能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同類型保偏光纖拍長(zhǎng)的快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流 程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟可以通 過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程 序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。 本發(fā)明具體實(shí)施方式
所述的技術(shù)方案具有保偏光纖拍長(zhǎng)計(jì)算精度高的優(yōu)點(diǎn)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法，其特征在于，所述方法包括A、獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T(λ)；B、對(duì)至少一個(gè)周期的T(λ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(λ)的曲線表達(dá)形式；所述數(shù)據(jù)擬合包括采用LabVIEW的數(shù)學(xué)/擬合函數(shù)面板中的曲線擬合對(duì)T(λ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；C、根據(jù)計(jì)算出雙折射系數(shù)β后，根據(jù)計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)LP；其中，L為保偏光纖的長(zhǎng)度，λ為工作波長(zhǎng)，為溫度相位項(xiàng)。F2009102378697C0000011.tif,F2009102378697C0000012.tif,F2009102378697C0000013.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括獲取寬譜光源的光譜數(shù)據(jù)A(A)和經(jīng)過保偏光纖環(huán)形濾波器后的光譜數(shù)據(jù)P(A);根<formula>formula see original document page 2</formula>-計(jì)算得到T( A )，其中IL是光路中的總體插入損耗:
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括D、重復(fù)步驟A、 B、 C得到多個(gè)LP，對(duì)所述多個(gè)LP求平均得到LP的平均值。
4. 一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試裝置，其特征在于，所述裝置包括獲取單元，用于獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T ( A );擬合單元，用于對(duì)至少一個(gè)周期的T(A)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(A)的曲線表達(dá)形式；所述數(shù)據(jù)擬合包括采用LabVIEW的數(shù)學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；擬合函數(shù)面板中的曲線擬合對(duì)T(A)數(shù)據(jù)<formula>formula see original document page 2</formula>計(jì)算出雙折射系數(shù)P后，根據(jù)計(jì)算單元，用于根據(jù),=全zp = ^計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)LP ; 其中，L為保偏光纖的長(zhǎng)度，A為工作波長(zhǎng)，^為溫度相位項(xiàng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元具體包括數(shù)據(jù)模塊，用于獲取寬譜光源的光譜數(shù)據(jù)A( A )和經(jīng)過保偏光纖環(huán)形濾波器后的光譜數(shù)據(jù)P(入)；K/L)計(jì)算模塊，用于根據(jù)r(/L)-和所述數(shù)據(jù)模塊中的A(A)和P(A)計(jì)算得到T (入)，其中IL是光路中的總體插入損耗。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括平均單元，用于觸發(fā)所述獲取單元、所述擬合單元和所述計(jì)算單元進(jìn)行重復(fù)工作得到多個(gè)Lp，對(duì)所述多個(gè)LP求平均得到LP的平均值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種保偏光纖拍長(zhǎng)的測(cè)試方法及裝置，該方法及裝置屬于光信息領(lǐng)域，該方法包括獲取保偏光纖環(huán)形濾波器的透射譜數(shù)據(jù)T(λ)；對(duì)至少一個(gè)周期的T(λ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到T(λ)的曲線表達(dá)形式；根據(jù)計(jì)算出雙折射系數(shù)β后，根據(jù)計(jì)算出保偏光纖拍長(zhǎng)LP。本發(fā)明提供的方法具有保偏光纖拍長(zhǎng)計(jì)算精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同類型保偏光纖拍長(zhǎng)的快速動(dòng)態(tài)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101710023SQ200910237869
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者劉磊, 張春熹, 李大偉, 林志立, 歐攀, 賈豫東, 魏興春 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)