一種y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型設(shè)計屬于光學(xué)器件測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置。Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，包括高偏振寬譜光源、待測Y波導(dǎo)器件、光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置、偏振串音檢測與記錄裝置：待測Y波導(dǎo)的第一輸出保偏尾纖、第二通道輸出保偏尾纖分別與光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的第一輸入端、第二輸入端連接，構(gòu)成馬赫-澤德干涉儀；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置依次由光程發(fā)生器、光程掃描裝置和光電探測器連接構(gòu)成。該測試裝置使用Y波導(dǎo)作為白光干涉儀的一部分測試其兩個輸出通道光學(xué)性能，兩個通道不會交叉干擾，這樣使測試結(jié)果更加準確。
【專利說明】一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)計屬于光學(xué)器件測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué) 性能測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 多功能集成光學(xué)器件俗稱"Y波導(dǎo)"，一般采用鈮酸鋰材料作為基底，它將單模光波 導(dǎo)、光分束器、光調(diào)制器和光學(xué)偏振器進行了高度集成，是組成干涉型光纖陀螺（FOG)和光 纖電流互感器的核心器件，決定著光纖傳感系統(tǒng)的測量精度、穩(wěn)定性、體積和成本。
[0003] 作為高精度光學(xué)精密測量儀器中的核心部件，對Y波導(dǎo)精確而全面的測量其特性 的技術(shù)，是提高儀器測量精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。Y波導(dǎo)的重要參量主要包括：波導(dǎo)芯片消光 比、尾纖串音、輸出通道光程差，上述參數(shù)的溫度特性等。對于高精度精密級光纖陀螺中使 用的Y波導(dǎo)芯片，要求消光比達到80dB以上。這么高的性能指標要求，就必須有對Y波導(dǎo) 性能進行測試評價的技術(shù)。例如：中國電子科技集團公司第四十四研宄所的華勇、舒平等人 提出的一種提高光纖陀螺用Y波導(dǎo)芯片消光比的方法（CN 201310185490. 2)，已經(jīng)將波導(dǎo) 芯片消光比提高到80dB以上。但受限于測試儀器性能和測試方法，目前還無法實現(xiàn)高消光 比Y波導(dǎo)芯片消光比準確測量。常用的偏振性能檢測儀器一一消光比測試儀，分辨率最高 的美國dBm Optics公司研制Model4810型偏振消光比測量儀也僅有72dB，除此以外，美國 General Photonics 公司的 ERM102 型、韓國 Fiberpro 公司的 ER2200 型，日本 Santee 公司 的PEM-330型最高消光比均只能達到50dB左右，無法滿足80dB以上高消光比Y波導(dǎo)器件 的測試需求。
[0004] Y波導(dǎo)器件由輸入光纖、波導(dǎo)芯片和輸出光纖、調(diào)制電極等幾部分組成，至少包含 一個輸入通道和兩個輸出通道。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性要求除芯片消光比外，其余芯片的線性雙折 射射、尾纖串音、插損損耗、輸出通道光程差，以及上述參數(shù)的溫度特性、電壓特性等性能也 是必須進行測量的參量。
[0005] 白光干涉技術(shù)測量方法的出現(xiàn)，使高消光比的Y波導(dǎo)測試評價方法成為了可能。 20世紀90年代初，法國Herve Lefevre等人（US 4893931)首次公開了基于白光干涉原理 的0⑶P系統(tǒng)，它采用超輻射發(fā)光二極管（SLD)和空間干涉光路測量結(jié)構(gòu)。法國Photonetics 公司根據(jù)此專利研制了 WIN-P 125和WIN-P 400兩種型號0⑶P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音靈敏度為-70dB、 動態(tài)范圍為70dB，后經(jīng)過改進，靈敏度和動態(tài)范圍分別提升到-80dB和80dB。但對于高消 光比Y波導(dǎo)的測量還略顯不足。
[0006] 2002 年美國 Fibersense Technology Corporation 公司的 Alfred Healy 等人 公開一種集成波導(dǎo)芯片的輸入/輸出光纖的親合方法（US6870628)，利用白光干涉測量方 法實現(xiàn)了波導(dǎo)芯片輸入/輸出光纖的耦合串音的測量；2004年北京航空航天大學(xué)的伊 小素、肖文等人公開了一種光纖陀螺用集成光學(xué)調(diào)制器在線測試方法及其測試裝置（CN 200410003424. X)，可以實現(xiàn)器件的損耗、分光比等光學(xué)參數(shù)的測量；2007年北京航空航天 大學(xué)的伊小素、徐小斌等人公開了一種Y波導(dǎo)芯片與保偏光纖在線對軸裝置及其在線對軸 方法（CN 200710064176. 3)，利用干涉光譜法同樣實現(xiàn)了波導(dǎo)芯片與波導(dǎo)輸入/輸出光纖 串音的測量。但沒有涉及波導(dǎo)芯片消光比的測量問題。
[0007] 2011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（CN 201110052231. 3)，同樣采用空間干涉光路作為0⑶P的核心裝置，通過檢測 耦合點的耦合強度，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。與Herve Lefevre等人的方案相比，技術(shù)性能和指標相近。
[0008] 同年，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音測量的全光纖測量系統(tǒng) (US 20110277552， Measuring Distributed Polarization Crosstalk in Polarization Maintaining Fiber and Optical Birefringent Material)，利用在光程相關(guān)器之前增加 光程延遲器，抑制偏振串音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)的偏振串音靈敏度提高到_95dB，但動態(tài)范圍保持在75dB。
[0009] 2012年，本研宄組提出了基于全光纖光路的偏振串音測量測試裝置 (CN201210379406. 6)及其提高光學(xué)器件偏振串音測量性能的方法（CN201210379407. 0)， 解決了高精度白光干涉測量的一些關(guān)鍵技術(shù)問題，使偏振串音測量的靈敏度提高的_95dB 以上，同時動態(tài)范圍能夠相應(yīng)保持在95dB，同時減小了測試系統(tǒng)的體積，增加了測量穩(wěn)定 性。為高消光比Y波導(dǎo)器件的特性測量奠定了基礎(chǔ)。2013年，本研宄組提出了一種多功能 鈮酸鋰集成器件的光學(xué)性能測量方法（CN201310739315. 3)，系統(tǒng)而全面的實現(xiàn)了超大消光 比測量范圍、高空間分辨率的集成波導(dǎo)測量與定量的評價與分析。
[0010] 傳統(tǒng)觀點認為：Y波導(dǎo)的兩個輸出端的光學(xué)性能如芯片消光比、線性雙折射是一 致的。但實際測試的研宄表明：受限于Y波導(dǎo)的材料和制作工藝，兩輸出通道的光學(xué)性能 可能具有一定差異性，這對于分析波導(dǎo)的制作工藝和參數(shù)具有非常大的意義；基于白光干 涉測量原理的Y波導(dǎo)測量系統(tǒng)，只具備單通道的測試能力，需要對Y波導(dǎo)的兩個輸出通道進 行測量時，必須分兩次測量完成；特別是在外界環(huán)境參數(shù)（如溫度等）或者應(yīng)用參數(shù)（如波 導(dǎo)芯片的電極加載電壓等）變化時，兩次單通道測量和一次雙通道同時測量，在外界加載 條件和測量時間存在差異時，是無法完全等效的。因此，對于Y波導(dǎo)器件不同輸出通道的參 數(shù)，如：波導(dǎo)芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音等光學(xué)特性的絕對值和差異值， 具有非常重大的實際價值。因此Y波導(dǎo)的雙通道同時測量技術(shù)的發(fā)展，將是進一步提高高 精度精密光學(xué)測量器件測量精度的關(guān)鍵之一。2013年，本研宄組提出了一種集成波導(dǎo)調(diào)制 器的雙通道光學(xué)性能測試裝置及其偏振串音識別與處理方法（CN201310744466. 8)，提出 了一種集成波導(dǎo)調(diào)制器雙通道同時測量的裝置與方法，其可以同時對Y波導(dǎo)兩個通道光學(xué) 性能進行測試與評價。但是現(xiàn)有的裝置結(jié)構(gòu)中，Y波導(dǎo)每個輸出通道均需要一套白光干涉儀 對光程進行解調(diào)，如果想要使測試結(jié)果具有很好的一致性，這就需要兩套解調(diào)干涉儀光路 結(jié)構(gòu)、組成元件及器件參數(shù)均相同。但是在實際的搭建使用中，很難完全保證這樣的要求， 元件之間總是會存在差異，這種差異會導(dǎo)致測試結(jié)果具有不一致性。因此對其結(jié)構(gòu)與測試 方法進行改進，消除這種差異的影響，使測試的一致性加強，對于提高測量的精度，是很有 必要的。
[0011] 本實用新型基于現(xiàn)有技術(shù)改進，提供了一種Y波導(dǎo)器件的雙通道光學(xué)性能同時測 試裝置，其設(shè)計思想是：以待測Y波導(dǎo)做為馬赫-澤德干涉儀的分光器，和另外一個2 X 2光 纖耦合器或者偏振分束器一起構(gòu)成干涉儀主體部分。干涉儀的兩臂即為Y波導(dǎo)兩個輸出 通道、兩個輸出通道尾纖和2X2光纖耦合器或者偏振分束器兩個輸入端所連接形成的光 路。在干涉儀一臂加入三端光纖環(huán)形器引入光程掃描裝置進行一次掃描，即可同時測得干 涉儀兩臂的偏振串音曲線。在測試的曲線圖中，以中央等光程干涉主峰為分界線，左右兩邊 偏振串音特性曲線分別對應(yīng)分布著干涉儀兩臂及其延長尾纖的偏振串音峰。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，該測試裝置與方法僅僅采用一套光學(xué)干涉儀，即可實現(xiàn)Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能的同時 測量。這大大減少了元件數(shù)量，降低了測試系統(tǒng)裝置的復(fù)雜程度，也簡化了測試流程，提高 了測試系統(tǒng)的可靠性，簡化了測試裝置與測試步驟，節(jié)約了成本，提高了測試效率。可以廣 泛用于達到85dB以上的高消光比集成波導(dǎo)器件的光學(xué)性能定量測試與評價分析。 實用新型內(nèi)容
[0012] 本實用新型的目的在于提供了一種用簡單的裝置，實現(xiàn)了器件兩個輸出通道間的 波導(dǎo)芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音等光學(xué)參量的絕對值和差異值的同時測 量的Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置。
[0013] 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0014] Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，包括高偏振寬譜光源、待測Y波導(dǎo)器件、光學(xué)干 涉掃描解調(diào)裝置、偏振串音檢測與記錄裝置：
[0015] 待測Y波導(dǎo)器件的第一輸出保偏尾纖、第二通道輸出保偏尾纖分別與光學(xué)干涉掃 描解調(diào)裝置的第一輸入端、第二輸入端連接，構(gòu)成馬赫-澤德干涉儀；
[0016] 光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置依次由光程發(fā)生器、光程掃描裝置和光電探測器連接構(gòu) 成；
[0017] 光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的光程掃描臺通過一次光程掃描，偏振串音檢測與記錄裝 置即檢測到光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的輸出端的光電探測器輸出的光信號，利用內(nèi)置的Y波 導(dǎo)器件偏振串音識別與處理，同時記錄與處理Y波導(dǎo)的第一、二輸出通道的偏振串音數(shù)據(jù)， 一次獲得其全部光學(xué)性能，包括：Y波導(dǎo)器件兩輸出通道間的波導(dǎo)芯片消光比、線性雙折 射、插入損耗、尾纖串音的絕對值。
[0018] 光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的光程發(fā)生器的第一輸入端、第二輸入端分別通過旋轉(zhuǎn) 連接器連接待測Y波導(dǎo)器件的第一、二輸出通道延長保偏尾纖，與待測Y波導(dǎo)器件構(gòu)成馬 赫-澤德白光干涉儀；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的光程發(fā)生器的一個輸出端連接光程掃描裝 置的光纖準直透鏡；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的光程發(fā)生器另外兩個光信號輸出端分別連接 光電探測器；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的光程掃描裝置由光纖準直透鏡和光程掃描臺構(gòu)成。
[0019] 光程發(fā)生器，由檢偏器、單模光纖三端環(huán)形器和單模光纖耦合器組成，其構(gòu)成元件 的連接關(guān)系是：
[0020] 單模光纖親合器的兩個輸入端分別連接檢偏器的輸出端和三端單模光纖環(huán)形器 的一個輸出端；三端單模光纖環(huán)形器一個輸入端與檢偏器連接，一個輸出端作為光程發(fā)生 器的輸出端；檢偏器的保偏輸入尾纖分別作為光程發(fā)生器的光信號輸入端。
[0021] 光程發(fā)生器，由檢偏器、保偏光纖三端環(huán)形器和保偏光纖耦合器組成，其構(gòu)成元件 連接關(guān)系是：
[0022] 保偏光纖耦合器兩個輸出端分別與檢偏器的輸入端保偏尾纖連接，其對軸角度為 0°?0° ;檢偏器的輸出端保偏光纖親合器一個輸出端作為光程發(fā)生器的輸入端，另一個 輸入端連接保偏光纖三端環(huán)形器的一個輸出端，其對軸角度為0°?0° ;保偏光纖三端環(huán) 形器的一個輸入端作為光程發(fā)生器的輸入端，另一個輸出端作為光程發(fā)生器的輸出端。
[0023] 所光程發(fā)生器，由偏振分束器和保偏光纖三端環(huán)形器組成，其構(gòu)成元件的連接關(guān) 系是：
[0024] 偏振分束器兩個輸出端作為光程發(fā)生器的輸出端；偏振分束器的一個輸入端作為 光程發(fā)生器的輸入端，另一個輸入端與保偏光纖三端環(huán)形器的一個輸出端連接，器對軸角 度為0°?0° ;保偏光纖三端環(huán)形器的一個輸入端作為光程發(fā)生器的輸入端，另一個輸出 端作為光程發(fā)生器的輸出端。
[0025] 所述的Y波導(dǎo)和光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置，以及高偏振寬譜光源之間的連接關(guān)系 是：Y波導(dǎo)的輸入端與高偏振寬譜光源的起偏器輸出尾纖用旋轉(zhuǎn)連接器連接；Y波導(dǎo)的第 一、二輸出通道的輸出保偏尾纖，分別與光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的兩個輸入端使用旋轉(zhuǎn)連 接器連接；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置的兩個輸出端連接光電探測器，將轉(zhuǎn)換的電信號送給偏 振串音檢測與記錄裝置進行處理。
[0026] 本實用新型的有益效果在于：
[0027] (1)該測試裝置使用Y波導(dǎo)作為白光干涉儀的一部分測試其兩個輸出通道光學(xué)性 能，兩個通道不會交叉干擾，這樣使測試結(jié)果更加準確；
[0028] (2)測試裝置測試Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能，僅需搭建一套白光干涉信號解調(diào)裝置， 這可以使測試結(jié)果具有更好的一致性，從而避免了搭建兩套裝置因為元件參數(shù)、安裝等等 一系列因素帶來的兩個通道測試結(jié)果不一致性影響。
[0029] (3)系統(tǒng)采用全光路設(shè)計實現(xiàn)，相比原來裝置方法結(jié)構(gòu)更加簡單，元件數(shù)量更少， 體積可以更小且更易于搭建，這提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了不確定性因素給測試系統(tǒng)帶 來的影響，更加適合于儀器化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是基于白光干涉原理的光學(xué)相干域偏振測試系統(tǒng)（0⑶P)采用兩套白光干涉 儀同時測量Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能的測試裝置示意圖。
[0031] 圖2是本實用新型Y波導(dǎo)雙通道同時測量光學(xué)性能的裝置示意圖。
[0032] 圖3是光程發(fā)生器采用單模光纖耦合器的原理圖。
[0033] 圖4是光程發(fā)生器采用保偏光纖耦合器的原理圖。
[0034] 圖5是光程發(fā)生器采用偏振分束器的原理圖。

【具體實施方式】
[0035] 為清楚地說明本實用新型集成波導(dǎo)調(diào)制器（Y波導(dǎo)）雙輸出通道同時測量的裝置 和測量方法，結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本實用新型 的保護范圍。
[0036] 本實用新型提供一種簡化的Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，包括高偏振寬譜光 源1、待測Y波導(dǎo)器件2、光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3、偏振串音檢測與記錄裝置4 :
[0037] 1)待測Y波導(dǎo)器件2的第一、二通道2B、2C輸出保偏尾纖22、23與光學(xué)干涉掃描 解調(diào)裝置3的輸入端311、312連接，構(gòu)成馬赫-澤德干涉儀；
[0038] 2)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3由光程發(fā)生器32、光程掃描裝置37和光電探測器 341、342連接構(gòu)成；
[0039] 3)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的光程掃描臺通過一次光程掃描，偏振串音檢測與記 錄裝置4即檢測到光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的輸出端的光電探測器341、342輸出的光信 號，利用內(nèi)置的Y波導(dǎo)器件2偏振串音識別與處理算法，同時記錄與處理Y波導(dǎo)2的第一、二 輸出通道2B、2C的偏振串音數(shù)據(jù)，一次獲得其全部光學(xué)性能。包括：Y波導(dǎo)器件兩輸出通道 間的波導(dǎo)芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音的絕對值進行測量、存儲與顯示外， 還要對輸出通道2B、2C在外界環(huán)境參數(shù)（如溫度等）或應(yīng)用參數(shù)（如波導(dǎo)芯片的電極加載 電壓等）變化時的性能差異進行比較和顯示。
[0040] 所述的光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3是：
[0041] 1)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的光程發(fā)生器32兩個光信號的光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝 置輸入端311、312分別通過旋轉(zhuǎn)連接器連接待測Y波導(dǎo)器件2的第一、二輸出通道2B、2C 輸出保偏尾纖22、23,與待測Y波導(dǎo)器件2構(gòu)成馬赫-澤德白光干涉儀；
[0042] 2)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的光程發(fā)生器32的一個輸出端36連接光程掃描裝置 37的光纖準直透鏡371 ;
[0043] 3)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的光程發(fā)生器32另外兩個光信號輸出端331、332分 別連接光電探測器341、342;
[0044] 4)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的光程掃描裝置37由光纖準直透鏡371和光程掃描 臺372構(gòu)成；
[0045] 所述的光程發(fā)生器32是：
[0046] 由檢偏器321和322、單模光纖三端環(huán)形器3241和單模光纖耦合器3271組成，其 構(gòu)成元件的連接關(guān)系是：
[0047] 單模光纖耦合器的兩個輸入端326U3262分別連接檢偏器321的輸出端和三端單 模光纖環(huán)形器3241的一個輸出端；三端單模光纖環(huán)形器3241 -個輸入端323與檢偏器322 連接，一個輸出端作為光程發(fā)生器32的輸出端36 ;檢偏器321、322的光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝 置輸入端311、312分別作為光程發(fā)生器32的光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置輸入端311、312 ;
[0048] 所述的光程發(fā)生器32,其特征是：
[0049] 可以由檢偏器321和322、保偏光纖三端環(huán)形器3242和保偏光纖耦合器3272,其 構(gòu)成元件連接關(guān)系是：
[0050] 保偏光纖耦合器3272兩個輸出端328U3282分別與檢偏器321、322的輸入端保 偏尾纖321U3212連接，其對軸角度為0°?0° ;檢偏器的輸出端331、332保偏光纖耦合 器一個輸出端311作為光程發(fā)生器32的輸入端311，另一個輸入端連接保偏光纖三端環(huán)形 器3242的一個輸出端3263,其對軸角度為0°?0° ;保偏光纖三端環(huán)形器3242的一個輸 入端作為光程發(fā)生器32的輸入端312,另一個輸出端作為光程發(fā)生器32的輸出端36 ;
[0051] 所述的光程發(fā)生器32,其特征是：
[0052] 可以由偏振分束器3273和保偏光纖三端環(huán)形器3242組成，其構(gòu)成元件的連接關(guān) 系是：
[0053] 偏振分束器3273兩個輸出端作為光程發(fā)生器32的輸出端331、332 ;偏振分束器 3273的一個輸入端作為光程發(fā)生器32的輸入端311，另一個輸入端3265與保偏光纖三端 環(huán)形器3242的一個輸出端3263連接，器對軸角度為0°?0° ;保偏光纖三端環(huán)形器3242 的一個輸入端作為光程發(fā)生器32的輸入端312,另一個輸出端作為光程發(fā)生器32的輸出端 36 ；
[0054] 所述的Y波導(dǎo)2和光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3,以及高偏振寬譜光源之間的連接關(guān)系 是：
[0055] 1) Y波導(dǎo)2的輸入端2A與高偏振寬譜光源1的起偏器18輸出尾纖19用旋轉(zhuǎn)連接 器連接；Y波導(dǎo)2的第一、二輸出通道2B、2C的輸出保偏尾纖22、23,分別與光學(xué)干涉掃描解 調(diào)裝置3的兩個光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置輸入端311、312使用旋轉(zhuǎn)連接器連接；
[0056] 2)光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置3的兩個輸出端331、332連接光電探測器341、342,將 轉(zhuǎn)換的電信號送給偏振串音檢測與記錄裝置4進行處理；
[0057] 所述的Y波導(dǎo)器件2的偏振串音識別與處理算法是：
[0058] 1)￥波導(dǎo)2的輸入保偏尾纖21長度11^與兩個輸出保偏尾纖長度11_。_ 1、11_。_2產(chǎn)生 的光程，分別要求滿足下式：
[0059] Sff_j - 1 ff_i X A nf>Sripple (1)
[0060] =1M X A nfii S ff_0_2= 1 ff_0_2 X A nf>Sff= 1 ff X A nff (2)
[0061]其中，Anf為保偏尾纖線性雙折射，An^導(dǎo)芯片的線性雙折射，S_le為光源 (11)二階相干峰的光程最大值，Sw是波導(dǎo)芯片快慢軸之間的光程差。
[0062] 2)如若不滿足上述條件，則分別需要給其焊接延長保偏光纖長度分別為1"、 ，且對軸角度均為〇°?〇°，并滿足下式：
[0063] Sf_i= 1 f_iX Anf>Sripple，Sf-o-F 1 f-o-iX 八?且 S f_0_2= 1 f-o-iX Anf>Sw= 1 WX Anw (3)
[0064] 3)測量并記錄Y波導(dǎo)輸入保偏尾纖長度、輸入尾纖延長保偏尾纖長度、波導(dǎo)芯片 長度、輸出保偏尾纖長度、輸出延長保偏尾纖長度并記錄，其值分別為輸入保偏光纖21長 度l w+輸入延長保偏光纖長度，波導(dǎo)芯片2D長度lw，波導(dǎo)兩個輸出保偏尾纖22、23長 度l Wn、lWt2，并計算其光程延遲量；
[0065]4)將裝置按照如上描述連接，將旋轉(zhuǎn)連接器均旋轉(zhuǎn)至對軸角度為0°?0°，啟動 光程掃描臺進行掃描，獲取到待測波導(dǎo)芯片噪聲本底數(shù)據(jù)；然后操作旋轉(zhuǎn)連接器20、301、 302,使保偏尾纖19與保偏尾纖21對軸角度為0°?45°，輸出保偏尾纖22、23與光學(xué)干 涉掃描解調(diào)裝置輸入端311、312之間對軸角度均為45°?0°，啟動光程掃描臺進行掃描， 即可得出Y波導(dǎo)雙通道偏振串音分布曲線。根據(jù)上面測得長度和計算所得光程延遲量，即 可以確定各個偏振串音峰值含義。由于其中Y波導(dǎo)兩個輸出通道分別接在干涉儀兩個不同 臂上，則掃描曲線以中央干涉峰值為分界，左右兩邊分別表示Y波導(dǎo)2兩個通道的偏振串音 曲線圖；
[0066] 5)當外界環(huán)境參數(shù)（溫度等）或者應(yīng)用參數(shù)（加載電壓等）變化時候，重新測量 Y波導(dǎo)的光學(xué)參數(shù)性能，可以測量出兩個通道光學(xué)特性隨參數(shù)改變的變化。
[0067]本實用新型是對基于白光干涉測量技術(shù)對一種集成波導(dǎo)器件雙通道同時測量裝 置的技術(shù)改進?，F(xiàn)有雙通道同時測量的裝置圖如圖1所示。在對Y波導(dǎo)測試的過程中，高 偏振寬譜光源發(fā)出的光信號經(jīng)過Y波導(dǎo)及其輸入輸出尾纖和尾纖延長光纖，進入白光干涉 儀。兩個通道對應(yīng)兩套光程解調(diào)裝置，共用同一個光程掃描器。光程掃描臺通過一次掃描， 即可獲得兩套光程解調(diào)裝置的白光干涉信號，這兩幅圖對應(yīng)Y波導(dǎo)兩個通道的光學(xué)性能。 該裝置中，要求兩個通道的解調(diào)干涉儀光路結(jié)構(gòu)、組成元件及器件參數(shù)均相同。但是在實際 的搭建使用中，很難完全保證以上要求，兩套干涉儀總是會存在微小差異，從而導(dǎo)致測試出 來的Y波導(dǎo)兩個通道光學(xué)性能評價標準有一定差異。因此對其結(jié)構(gòu)與測試方法進行改進， 消除這種微小差異的影響，對于提高測試器件的精度來說是很有必要的。
[0068] 而本實用新型的裝置圖如圖2所示，在圖示的控制計算機（）作用下，光程掃描臺 經(jīng)過一次光程掃描，使干涉儀兩臂光程差從Anl經(jīng)過零，掃描至-Anl，即可獲得。其兩個 通道的干涉峰表達式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，包括高偏振寬譜光源（1)、待測Y波導(dǎo)器件 (2)、光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)、偏振串音檢測與記錄裝置（4)，其特征是： 待測Y波導(dǎo)（2)的第一輸出保偏尾纖（22)、第二輸出保偏尾纖（23)分別與光學(xué)干涉掃 描解調(diào)裝置（3)的第一輸入端（311)、第二輸入端（312)連接，構(gòu)成馬赫-澤德干涉儀； 光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)依次由光程發(fā)生器（32)、光程掃描裝置（37)和光電探測器 (341，342)連接構(gòu)成； 光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)的光程掃描臺（38)通過一次光程掃描，偏振串音檢測與記 錄裝置⑷即檢測到光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置⑶的輸出端的光電探測器（341，342)輸出的 光信號，利用內(nèi)置的Y波導(dǎo)器件（2)偏振串音識別與處理，同時記錄與處理Y波導(dǎo)（2)的第 一、二輸出通道（2B，2C)的偏振串音數(shù)據(jù)，一次獲得其全部光學(xué)性能，包括：Y波導(dǎo)器件兩輸 出通道間的波導(dǎo)芯片消光比、線性雙折射、插入損耗、尾纖串音的絕對值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，其特征是：所述的光 學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)的光程發(fā)生器（32)的第一輸入端（311)、第二輸入端（312)分 別通過旋轉(zhuǎn)連接器（301，302)連接待測Y波導(dǎo)（2)的第一、二輸出通道輸出保偏尾纖（22， 23)，與待測Y波導(dǎo)（2)構(gòu)成馬赫-澤德白光干涉儀；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)的光程發(fā) 生器（32)的一個輸出端（36)連接光程掃描裝置（37)的光纖準直透鏡（371);光學(xué)干涉掃 描解調(diào)裝置（3)的光程發(fā)生器（32)另外兩個光信號輸出端（331，332)分別連接光電探測 器（341，342);光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)的光程掃描裝置（37)由光纖準直透鏡（371)和 光程掃描臺（372)構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，其特征是：所述的 光程發(fā)生器（32)，由檢偏器（321，322)、單模光纖三端環(huán)形器（3241)和單模光纖耦合器 (3271) 組成，其構(gòu)成元件的連接關(guān)系是： 單模光纖耦合器的兩個輸入端（3261，3262)分別連接檢偏器（321)的輸出端和三端單 模光纖環(huán)形器（3241)的一個輸出端；三端單模光纖環(huán)形器（3241) -個輸入端（323)與檢 偏器（322)連接，一個輸出端作為光程發(fā)生器（32)的輸出端（36);檢偏器（321，322)的保 偏輸入尾纖（311，312)分別作為光程發(fā)生器（32)的光信號輸入端（311，312)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，其特征是：所述的 光程發(fā)生器（32)，由檢偏器（321，322)、保偏光纖三端環(huán)形器（3242)和保偏光纖耦合器 (3272) 組成，其構(gòu)成元件連接關(guān)系是： 保偏光纖耦合器（3272)兩個輸出端（3281，3282)分別與檢偏器（321，322)的輸入端 保偏尾纖（3211，3212)連接，其對軸角度為0°?0° ;檢偏器的輸出端（331，332)保偏光 纖耦合器一個輸出端（311)作為光程發(fā)生器（32)的輸入端（311)，另一個輸入端連接保偏 光纖三端環(huán)形器（3242)的一個輸出端（3263)，其對軸角度為0°?0° ;保偏光纖三端環(huán) 形器（3242)的一個輸入端作為光程發(fā)生器（32)的輸入端（312)，另一個輸出端作為光程 發(fā)生器（32)的輸出端（36)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，其特征是：所述的光 程發(fā)生器（32)，由偏振分束器（3273)和保偏光纖三端環(huán)形器（3242)組成，其構(gòu)成元件的連 接關(guān)系是： 偏振分束器（3273)兩個輸出端作為光程發(fā)生器（32)的輸出端（331，332);偏振分束 器（3273)的一個輸入端作為光程發(fā)生器（32)的輸入端（311)，另一個輸入端（3265)與保 偏光纖三端環(huán)形器（3242)的一個輸出端（3263)連接，器對軸角度為0°?0° ;保偏光纖 三端環(huán)形器（3242)的一個輸入端作為光程發(fā)生器（32)的輸入端（312)，另一個輸出端作為 光程發(fā)生器（32)的輸出端（36)。
6.由權(quán)利要求1所述的一種Y波導(dǎo)雙通道光學(xué)性能測量裝置，其特征是：所述的Y波 導(dǎo)（2)和光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)，以及高偏振寬譜光源之間的連接關(guān)系是：Y波導(dǎo)（2) 的輸入端（2A)與高偏振寬譜光源（1)的起偏器（18)輸出尾纖（19)用旋轉(zhuǎn)連接器連接；Y 波導(dǎo)（2)的第一、二輸出通道（2B，2C)的輸出保偏尾纖（22, 23)，分別與光學(xué)干涉掃描解調(diào) 裝置（3)的兩個輸入端（311，312)使用旋轉(zhuǎn)連接器連接；光學(xué)干涉掃描解調(diào)裝置（3)的兩 個輸出端（331，332)連接光電探測器（341，342)，將轉(zhuǎn)換的電信號送給偏振串音檢測與記 錄裝置（4)進行處理。
【文檔編號】G01M11/02GK204202851SQ201420587780
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】楊軍, 戴明哲, 柴俊, 李創(chuàng), 閆德凱, 吳冰, 彭峰, 苑勇貴, 苑立波 申請人:哈爾濱工程大學(xué)