一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)屬于光纖測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法。一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，在待測(cè)高消光比偏振器件即Y波導(dǎo)的輸入、輸出端分別焊接兩段不同長(zhǎng)度的保偏光纖，構(gòu)成帶有定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件；焊接時(shí)利用集總式消光比測(cè)試儀對(duì)焊接點(diǎn)的消光比進(jìn)行定量控制并記錄其測(cè)量值，同時(shí)對(duì)起偏器尾纖、檢偏器尾纖、高消光比偏振器件尾纖、焊接保偏光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定；將測(cè)量組件接入分布式光纖偏振串?dāng)_測(cè)試裝置中，利用外接光纖焊接點(diǎn)之間的二階串?dāng)_測(cè)量值對(duì)待測(cè)偏振器件消光比進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)。在測(cè)量過(guò)程時(shí)，可對(duì)串?dāng)_標(biāo)記和測(cè)量峰進(jìn)行同步測(cè)量，杜絕測(cè)量環(huán)境改變和器件連接精度等引入的誤差。
【專利說(shuō)明】
一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)屬于光纖測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種光纖偏振器件的高消光比測(cè) 量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 偏振光學(xué)器件是構(gòu)成高精度光學(xué)測(cè)量與傳感系統(tǒng)的重要組成部分，目前光學(xué)器件 性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法和裝置落后的現(xiàn)狀，嚴(yán)重阻礙了高精度光學(xué)測(cè)量與傳感系統(tǒng)的發(fā)展。 例如：高精度光纖陀螺的核心器件一一鈮酸鋰集成波導(dǎo)調(diào)制器(俗稱Y波導(dǎo)）的芯片消光比 已經(jīng)達(dá)到SOdB以上；而常用的偏振性能檢測(cè)儀器一一消光比測(cè)試儀，通常的檢測(cè)分辨率在 50dB左右（按照能量定義，即為IO 5)，分辨率最高的為美國(guó)dBm Optics公司研制的 Model4810型偏振消光比測(cè)量?jī)x，其測(cè)量極限也僅有72dB。
[0003] 光學(xué)相干域偏振測(cè)量技術(shù)(OCDP)是一種高精度分布式偏振耦合測(cè)量技術(shù)，它基于 寬譜光干涉原理，通過(guò)掃描式光學(xué)干涉儀進(jìn)行光程補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)不同偏振模式間的干涉，可對(duì) 偏振串?dāng)_的空間位置、偏振耦合信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行高精度的測(cè)量與分析，進(jìn)而獲得光學(xué)偏振器 件的消光比、拍長(zhǎng)等重要參數(shù)。OCDP技術(shù)作為一種非常有前途的分布式光學(xué)偏振性能的檢 測(cè)方法，被廣泛用于保偏光纖制造、保偏光纖精確對(duì)軸、器件消光比測(cè)試等領(lǐng)域。與其他如 偏振時(shí)域反射技術(shù)(P0TDR)、光頻域反射技術(shù)(0FDR)、光相干域反射技術(shù)(0CDR)等分布式檢 測(cè)方法與技術(shù)相比，OCDP技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高空間分辨率(5~IOcm)、大測(cè)量范圍（測(cè)量長(zhǎng) 度幾公里）、超高測(cè)量靈敏度(耦合能量-80~-IOOdB)、超大動(dòng)態(tài)范圍（IO 8~101())等優(yōu)點(diǎn)，非 常有希望發(fā)展成為一種高精度、通用化測(cè)試技術(shù)和系統(tǒng)。由于它最為直接和真實(shí)地描述了 信號(hào)光在光纖光路中的傳輸行為，所以特別適合于對(duì)光纖器件、組件，以及光纖陀螺等高精 度、超高精度干涉型光纖傳感光路進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。
[0004] 20世紀(jì)90年代初，法國(guó)Herve Lefevre等人[Method for the detection of polarization couplings in a birefringent optical system and application of this method to the assembling of the components of an optical system,US Patent 4863631]首次公開(kāi)了基于白光干涉原理的OCDP系統(tǒng)，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(cè)量結(jié)構(gòu)。法國(guó)Photonetics公司根據(jù)此專利 研制了WIN-P 125和WIN-P 400兩種型號(hào)OCDP測(cè)試系統(tǒng)，主要用于較短（500m)和較長(zhǎng) (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(dòng)態(tài)范圍為 70dB，后經(jīng)過(guò)改進(jìn)，靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍分別提升到-80dB和80dB。
[0005] 2011年，天津大學(xué)張紅霞等人公開(kāi)了一種光學(xué)偏振器件偏振消光比的檢測(cè)方法和 檢測(cè)裝置（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01110052231.3)，同樣采用空間干涉光路作為OCDP的核心裝 置，通過(guò)檢測(cè)耦合點(diǎn)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。與Herve Lefevre等人的方案相比，技術(shù)性能和指標(biāo)相 近。
[0006] 同年，美國(guó)通用光電公司（General Photonics Corporation)的姚曉天等人公開(kāi) 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(cè)量的全光纖測(cè)量系統(tǒng) (US20110277552,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?dāng)_測(cè)量時(shí)雜散白光干涉信號(hào)的數(shù)量和幅度。該方法可以將全光纖 測(cè)量系統(tǒng)的偏振串?dāng)_靈敏度提高到_95dB，但動(dòng)態(tài)范圍保持在75dB。
[0007] 2012年，本發(fā)明
【申請(qǐng)人】公開(kāi)了一種提高光學(xué)器件偏振串?dāng)_測(cè)量性能的裝置及方法 (中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N201210379407.0)和一種光學(xué)器件偏振串?dāng)_測(cè)量的全光纖測(cè)試裝置 (CN201210379406.6)，采用全光纖光程相關(guān)器結(jié)構(gòu)，增加偏振分束和在線旋轉(zhuǎn)連接功能，抑 制拍噪聲，有效提高測(cè)量靈敏度，在相關(guān)器中增加法拉第旋光器，增加光源的穩(wěn)定性，提高 光源功率的利用率，以上兩種裝置均適用于多種偏振器件的性能測(cè)試。與美國(guó)通用光電公 司相比，可以將測(cè)量系統(tǒng)的偏振串?dāng)_靈敏度提高到-95dB的同時(shí)，使動(dòng)態(tài)范圍保持在優(yōu)于 95dB。靈敏度已經(jīng)接近測(cè)量極限，主要受限于光源的相對(duì)強(qiáng)度噪聲。在不改變光路結(jié)構(gòu)、優(yōu) 化元件參數(shù)的強(qiáng)度下，測(cè)量靈敏度將無(wú)法進(jìn)一步得到提升。
[0008] 2013年，本發(fā)明
【申請(qǐng)人】提出了一種大掃描量程光學(xué)相干域偏振測(cè)量裝置（中國(guó)專 利申請(qǐng)?zhí)朇N201310736313.4)，使用多個(gè)連續(xù)式光程擴(kuò)展單元級(jí)聯(lián)，并使單元中的掃描光學(xué) 器件成對(duì)出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)光程掃描擴(kuò)展，抑制掃描器強(qiáng)度浮動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響。主要解決的問(wèn)題是 如何提高偏振串?dāng)_測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，測(cè)量靈敏度性能沒(méi)有改善。
[0009] 2014年，本發(fā)明
【申請(qǐng)人】提出了一種可抑制干涉噪聲的光學(xué)相干偏振測(cè)量裝置（中 國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N201410120901.4)，采用全光纖型偏振態(tài)控制器消除光學(xué)器件殘余光反射， 使用法拉第旋光器的光程解調(diào)裝置克服干涉中的偏振衰落效應(yīng)，有效抑制干涉噪聲；提出 帶有光程掃描位置和速度校正的光學(xué)相干域偏振測(cè)量裝置（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?CN201410120591.6)，通過(guò)對(duì)光程掃描的校正，提高了偏振測(cè)量裝置的空間精度和探測(cè)靈敏 度。
[0010] 對(duì)于偏振器件性能測(cè)試的精度不斷提升是科學(xué)測(cè)量的不懈追求，特別是對(duì)于高消 光比器件(如Y波導(dǎo)等)更具有重要意義。在系統(tǒng)搭建過(guò)程中，由于要進(jìn)行器件連接，必然在 連接點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生非理想的缺陷，如何削弱或者正確利用這些缺陷點(diǎn)是一個(gè)很重要的內(nèi)容。 通過(guò)焊接之前利用消光比測(cè)試儀設(shè)定對(duì)準(zhǔn)角度引起的串?dāng)_進(jìn)行標(biāo)記，并且合理截取保偏光 纖的長(zhǎng)度，構(gòu)造高消光比的二階干涉峰，達(dá)到高消光比器件精確測(cè)量的目的。
[0011] 本發(fā)明提供了一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，通過(guò)對(duì)測(cè)量裝置中保偏光 纖的長(zhǎng)度、保偏光纖焊接時(shí)對(duì)準(zhǔn)角度監(jiān)測(cè)，利用45°起偏器、保偏光纖、45°檢偏器連接構(gòu)成 定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)消光比的在線校準(zhǔn)測(cè)量，達(dá)到對(duì)高消光比偏振器件 進(jìn)行精確測(cè)量的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有精度高、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，可用于高精度光學(xué)器 件(Y波導(dǎo)）的偏振性能測(cè)量?jī)x的進(jìn)行精確測(cè)量的光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法。
[0013] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0014] -種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，在待測(cè)高消光比偏振器件即Y波導(dǎo)的輸 入、輸出端分別焊接兩段不同長(zhǎng)度的保偏光纖，構(gòu)成帶有定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件;焊接時(shí) 利用集總式消光比測(cè)試儀對(duì)焊接點(diǎn)的消光比進(jìn)行定量控制并記錄其測(cè)量值，同時(shí)對(duì)起偏器 尾纖、檢偏器尾纖、高消光比偏振器件尾纖、焊接保偏光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定;將測(cè)量組件接 入分布式光纖偏振串?dāng)_測(cè)試裝置中，利用外接光纖焊接點(diǎn)之間的二階串?dāng)_測(cè)量值對(duì)待測(cè)偏 振器件消光比進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn);包括如下步驟：
[0015] (1)從Y波導(dǎo)113輸入端yl輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量C點(diǎn)串?dāng)_PERc 值；
[0016] (2)將Y波導(dǎo)113輸出端y2的長(zhǎng)度截取為13,將保偏光纖115的長(zhǎng)度取為1 2,使用保偏 焊接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖115輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的消光比的值為 PERb+PERc;轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PERb量達(dá)到設(shè)定值，將Y波導(dǎo)113輸出端y2與保偏光纖115焊接， 記錄此時(shí)的值PER b;
[0017] (3)從保偏光纖115輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量D點(diǎn)串?dāng)_PERd值；
[0018] (4)Y波導(dǎo)113的輸入端yl的長(zhǎng)度截取為14,保偏光纖114的長(zhǎng)度取為15,使用保偏焊 接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖114的輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的消光比的值為 PERd+PERe;轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PERb量達(dá)到設(shè)定值，將Y波導(dǎo)113輸入端y 1與保偏光纖114焊接， 記錄此時(shí)的值PERe。
[0019] (5)將45°起偏器111保偏尾纖psl、45°檢偏器116保偏尾纖ps2的長(zhǎng)度截取為16,1 1, 將45°起偏器111保偏光纖psl與保偏光纖114、45°檢偏器111保偏尾纖ps2與保偏光纖115均 0°~0°對(duì)準(zhǔn)焊接；
[0020] (6)連接寬譜光源與功率監(jiān)測(cè)裝置100、光程相關(guān)器130、偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄 裝置140;
[0021] (7)打開(kāi)寬譜光源101，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器132和光學(xué)掃描器133至干涉信號(hào)最大狀 態(tài)，驅(qū)動(dòng)光程掃描器133,使用偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄裝置140對(duì)光程相關(guān)器130中不同掃 描距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和記錄，獲得分布式偏振串音測(cè)量結(jié)果，記錄測(cè)量圖譜中的偏振串 音噪聲本底數(shù)據(jù)與各個(gè)干涉峰的位置和幅度；
[0022] (8)對(duì)干涉圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，比對(duì)處于干涉主峰兩側(cè)的一階干涉峰的位置和 高度;根據(jù)已知光纖的截取長(zhǎng)度Il、12、13、14、15、16,利用關(guān)系式：
[0023] T=Anfl
[0024] 得到中處于 1：11、1：11+1：12、1：11+1： 12+1：13、1：14+1：15+1：16、1： 15+1：16、1：16位置所對(duì)應(yīng)的0/1、08、0。、 PD、PE、PF峰的幅度，并對(duì)PERb與PB、PERC與Pc、PERd與PD、PERe與PE的值進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)，得到 各一階串?dāng)_峰的精確數(shù)值；
[0025] 光程延遲量分別為0、5,、5+?' 5的串?dāng)_ 系數(shù)依次為 1、Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf;
[0026] (9)在一階干涉峰的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算，得到處于τη+τΜ+τκ+τ&τη+τκ+τΜ+τκ+ τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?4+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?6 位置戶斤對(duì)應(yīng)的 Pa+Pd、Pb+Pd、Pc +Pd、Pc+Pe、Pc+Pf峰的大小，與圖譜中的峰的位置和幅度進(jìn)行比對(duì)，得到各二階串?dāng)_峰的精確 數(shù)值，用于對(duì)高消光比區(qū)域的標(biāo)定和自校準(zhǔn)；光程延遲量分別為5+S+S+?4、 巧,+ ' + ^ +1 + Γ4、，+ ^ 1 、八 + 4 + 、rA + 4 + 7X + Γ4 的串 擾系數(shù)依次為Pa+Pd、Pb+Pd、Pc+Pd、Pc+Pe、Pc+Pf ;
[0027] ( 10)通過(guò)測(cè)量在〗11+1：12+1：13+1：14+1：15+1：16+1：1￥即干涉圖譜的最外側(cè)處峰值幅度，得到 待測(cè)Y波導(dǎo)的消光比的精確數(shù)值，完成精確測(cè)量，光程延遲量5 +? +? +? +? +%的 串?dāng)_系數(shù)為EchiP。
[0028] 所述的45°檢偏器116保偏尾纖ps2、保偏光纖115、Y波導(dǎo)113輸出端y2、Y波導(dǎo)113的 輸入端yl、保偏光纖114、45°起偏器111保偏尾纖psl的長(zhǎng)度^上山山上山的選取^足 四個(gè)方面的關(guān)系：
[0029] 1)保證使干涉圖譜中對(duì)應(yīng)的一階、二階干擾峰在干涉圖譜中要交錯(cuò)分布：
[0030] h^le^li+b^ls+le^li+le
[0031] ^h+b+b^li+b+le
[0032] ^h+ls+le^U+ls+le
[0033] 矣 1?+?4+1δ+?6^= Il+l2+l3+l6^= I1+I2+I5+I6;
[0034] Φ Il+l2+l4+l5+l6^ ll+b+b+ls+le
[0035] Φ I1+I2+I3+I4+I5+I6
[0036] Φ I1+I2+I3+I4+I5+I6+IY
[0037] 2)Y波導(dǎo)113的輸入保偏光纖yl長(zhǎng)度1^的光程差大于寬譜光源101紋波相干峰的光 程L r，即：LinX Anf>Lr，Lin為輸入尾纖yl、保偏光纖114、45°起偏器保偏尾纖psl長(zhǎng)度之和， A nf為保偏光纖線性雙折射；
[0038] 3)Y波導(dǎo)113的輸出保偏光纖y2長(zhǎng)度Ult的光程差大于Y波導(dǎo)113本身快慢軸之間的 光程差，即：Uut X Δ nf>LY X Δ ηγ; Uut為輸出尾纖y2、保偏光纖115、45°檢偏器保偏尾纖ps2 長(zhǎng)度之和;Ly為Y波導(dǎo)長(zhǎng)度，△ ηγ為Y波導(dǎo)的線性雙折射；
[0039] 4)測(cè)量的光程掃描范圍Δ L
[0040] AL>2(Lin+LY+L〇ut)
[0041] 光程掃描范圍的中點(diǎn)為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
[0042] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0043] (1)通過(guò)合理選擇保偏光纖的長(zhǎng)度，抑制光源紋波和光纖噪聲的影響，利用消光比 測(cè)試儀，在搭建高精度測(cè)試裝置過(guò)程中，對(duì)保偏光纖中的連接點(diǎn)(焊點(diǎn)）的消光比進(jìn)行調(diào)整， 定量構(gòu)造一階干涉峰，使用其二階干涉峰對(duì)高消光比區(qū)域進(jìn)行定量串?dāng)_標(biāo)記，達(dá)到精確測(cè) 量的目的。
[0044] (2)在測(cè)量過(guò)程時(shí)，可對(duì)串?dāng)_標(biāo)記和測(cè)量峰進(jìn)行同步測(cè)量，杜絕測(cè)量環(huán)境改變和器 件連接精度等引入的誤差。
[0045] (3)利用高消光比器件(Y波導(dǎo)）自身在某一特性軸的截止的特性，在測(cè)量的同時(shí)， 減少雜散峰的數(shù)量，提高高消光比偏振器件的測(cè)試準(zhǔn)確度。
[0046] (4)使對(duì)高消光比器件(Y波導(dǎo)）測(cè)量過(guò)程中，毋須對(duì)測(cè)量器件提出苛刻要求，使用 檢偏器、保偏光纖等常用器件即可對(duì)串?dāng)_進(jìn)行定量標(biāo)記，并對(duì)消光比精確測(cè)量，對(duì)于整個(gè)裝 置而言搭建簡(jiǎn)單，精度提升顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0047]圖1是光學(xué)器件的分布式偏振串?dāng)_單一缺陷點(diǎn)測(cè)量的光學(xué)原理示意圖；
[0048] 圖2是單一偏振串?dāng)_形成的干涉信號(hào)峰與傳輸光衰減倍數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；
[0049] 圖3是兩保偏光纖Θ角對(duì)準(zhǔn)焊接時(shí)光束變化示意圖；
[0050]圖4是光纖偏振器件的高消光比測(cè)量示意圖；
[0051 ]圖5是定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件示意圖；
[0052]圖6是光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0054]本發(fā)明提供了一種光纖偏振器件高消光比測(cè)量方法。在待測(cè)高消光比偏振器件(Y 波導(dǎo)）的輸入、輸出端分別焊接長(zhǎng)度不同的保偏光纖，構(gòu)成帶有定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件； 焊接時(shí)利用集總式消光比測(cè)試儀對(duì)焊接點(diǎn)的消光比進(jìn)行定量控制并記錄其測(cè)量值，同時(shí)對(duì) 起(檢)偏器尾纖、高消光比偏振器件(Y波導(dǎo))尾纖、焊接保偏光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定;將上述 測(cè)量組件接入分布式光纖偏振串?dāng)_測(cè)試裝置中，利用外接光纖焊接點(diǎn)之間的二階串?dāng)_測(cè)量 值對(duì)待測(cè)偏振器件消光比進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)，從而提升測(cè)量的準(zhǔn)確度。本發(fā)明具有測(cè)量精 度高、方法簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于保偏光纖、集成波導(dǎo)調(diào)制器(Y波導(dǎo)）等光學(xué)器件偏振性能 的高精度測(cè)量與分析。
[0055] 光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，在待測(cè)高消光比偏振器件(Y波導(dǎo)）的輸入、輸 出端分別焊接兩段不同長(zhǎng)度的保偏光纖，構(gòu)成帶有定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件;焊接時(shí)利用 集總式消光比測(cè)試儀對(duì)焊接點(diǎn)的消光比進(jìn)行定量控制并記錄其測(cè)量值，同時(shí)對(duì)起(檢)偏器 尾纖、高消光比偏振器件(Y波導(dǎo))尾纖、焊接保偏光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定;將測(cè)量組件接入分 布式光纖偏振串?dāng)_測(cè)試裝置中，利用外接光纖焊接點(diǎn)之間的二階串?dāng)_測(cè)量值對(duì)待測(cè)偏振器 件消光比進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)。測(cè)量步驟，包含高消光比偏振器件(Y波導(dǎo))輸入、輸出端保偏 光纖長(zhǎng)度和焊接角度的選擇與測(cè)量、起(檢)偏器尾纖長(zhǎng)度選擇、分布式偏振串音特性測(cè)量， 以及高消光比偏振器件(Y波導(dǎo))性能參數(shù)計(jì)算，具體過(guò)程為：
[0056] (1)從Y波導(dǎo)輸入端yl輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量C點(diǎn)串?dāng)_PERc值。
[0057] (2)將Y波導(dǎo)輸出端y2的長(zhǎng)度截取為13,將保偏光纖115的長(zhǎng)度取為12,使用保偏焊 接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖115輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，此時(shí)測(cè)量的消光比的值 為PERb+PERc。轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PERb量達(dá)到設(shè)定值(如-30dB)，此時(shí)，將Y波導(dǎo)輸出端y2與保 偏光纖115焊接，記錄此時(shí)的值PER b。
[0058] (3)從保偏光纖115輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量D點(diǎn)串?dāng)_PERd值。
[0059] (4)Y波導(dǎo)的輸入端yl的長(zhǎng)度截取為14,保偏光纖114的長(zhǎng)度取為1 5,使用保偏焊接 機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖114的輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，此時(shí)測(cè)量的消光比的值 為PERd+PER e。轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PERb量達(dá)到設(shè)定值(如-45dB)，此時(shí)，將Y波導(dǎo)輸入端yl與保 偏光纖114焊接，記錄此時(shí)的值PER e。
[0060] (5)將45°起偏器保偏尾纖psl、45°檢偏器保偏尾纖ps2的長(zhǎng)度截取為16,^4^45° 起偏器保偏光纖psl與保偏光纖114、45°檢偏器保偏尾纖? 82與保偏光纖115均0°~0°對(duì)準(zhǔn) 焊接。
[0061] (6)連接寬譜光源與功率監(jiān)測(cè)裝置、光程相關(guān)器、偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄裝置。
[0062] (7)打開(kāi)寬譜光源，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器和光學(xué)掃描器至干涉信號(hào)最大狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)光 程掃描器，使用偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄裝置對(duì)光程相關(guān)器中不同掃描距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè) 量和記錄，獲得分布式偏振串音測(cè)量結(jié)果，記錄測(cè)量圖譜中的偏振串音噪聲本底數(shù)據(jù)與各 個(gè)干涉峰的位置和幅度。
[0063] (8)對(duì)干涉圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，比對(duì)處于干涉主峰兩側(cè)的一階干涉峰的位置和 高度。根據(jù)已知光纖的截取長(zhǎng)度Il、12、13、14、15、16,利用關(guān)系式：
[0064] T=Anfl (1)
[0065] 得到中處于 1：11、1：11+1：12、1：11+1： 12+1：13、1：14+1：15+1：16、1： 15+1：16、1：16位置所對(duì)應(yīng)的0/1、08、0。、 PD、PE、PF峰的幅度，并對(duì)PERb與PB、PERC與Pc、PERd與PD、PERe與PE的值進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)，得到 各一階串?dāng)_峰的精確數(shù)值，如表1所示。
[0066] 表1測(cè)量組件的一階峰位置與幅度關(guān)系
[0068] (9)在一階干涉峰的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算，可得到處于τη+τΜ+τκ+τ&τη+τ^+τΜ+τκ +丁16、τιι+τ?2+τ?3+τ?4+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?6 位置戶斤對(duì)應(yīng)的 Pa+Pd、Pb+Pd、 Pc+Pd、Pc+Pe、Pc+Pf峰的大小，與圖譜中的峰的位置和幅度進(jìn)行比對(duì)，可得到各二階串?dāng)_峰的 精確數(shù)值，用于對(duì)高消光比區(qū)域的標(biāo)定和自校準(zhǔn)，如表2所示。
[0069] 耒2涮量鉬件的一.階條份罟與幅麼羊系
[0071] (10)通過(guò)測(cè)量在τ^+τκ+τυ+τΜ+τΒ+τΜ+τηΚ即干涉圖譜的最外偵[J)處峰值幅度，得 到待測(cè)Y波導(dǎo)的消光比的精確數(shù)值，完成精確測(cè)量，如表3所示。
[0072]表3待測(cè)Y波導(dǎo)干涉峰的位置與幅度關(guān)系
[0073]
[0074] 45°檢偏器保偏尾纖ps2、保偏光纖115、Y波導(dǎo)113輸出端y2、Y波導(dǎo)的輸入端yl、保 偏光纖114、45°起偏器保偏尾纖psl的長(zhǎng)度^:^山山上山的選取乂頁(yè)滿足以下四個(gè)方面 的關(guān)系：
[0075] (1)長(zhǎng)度選擇時(shí)，為防止峰值重疊導(dǎo)致干擾判斷，需要滿足公式(2)中的不等關(guān)系 式，即要保證使干涉圖譜中對(duì)應(yīng)的一階、二階干擾峰在干涉圖譜中要交錯(cuò)分布：
[0076]
(2:).
[0077] (2)Y波導(dǎo)的輸入保偏光纖長(zhǎng)度Lin的光程差大于寬譜光源紋波相干峰的光程L r， 即：Lin X Δ nf>Lr(Lin為輸入尾纖y 1、保偏光纖114、45°起偏器保偏尾纖ps 1長(zhǎng)度之和，Δ nf為 保偏光纖線性雙折射)。
[0078] (3)Y波導(dǎo)的輸出保偏光纖長(zhǎng)度Ult的光程差大于Y波導(dǎo)本身快慢軸之間的光程差， 艮P=LoutX Anf>LYX AnY(L0Ut為輸出尾纖y2、保偏光纖115、45。檢偏器保偏尾纖ps2長(zhǎng)度之 和，Ly為Y波導(dǎo)長(zhǎng)度，△ m為Y波導(dǎo)的線性雙折射）。
[0079] (4)測(cè)量的光程掃描范圍△ L需要滿足
[0080] AL>2(Lin+LY+L〇ut) (3)
[0081] 并且，光程掃描范圍的中點(diǎn)盡量選擇為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
[0082] 對(duì)于B、E兩點(diǎn)的角度對(duì)準(zhǔn)，由于在系統(tǒng)測(cè)試之前，的C、D兩點(diǎn)的消光比數(shù)據(jù)已由消 光比測(cè)試儀測(cè)量出（根據(jù)Y波導(dǎo)的特點(diǎn)，一般在_40dB左右），可根據(jù)C、D兩點(diǎn)的大小對(duì)B、E兩 點(diǎn)的消光比進(jìn)行設(shè)定，利用B、C、D、E對(duì)干涉點(diǎn)的一階干涉峰和二階干涉峰形成峰值梯度。如 在C、D兩點(diǎn)的消光比分別為-37dB、-33dB，此時(shí)，B、E兩點(diǎn)在焊接時(shí)可選擇PER b = -30dB、PERe = -45dB，這樣，由干涉峰位置和幅度表中對(duì)應(yīng)會(huì)存在roRb+PERd = -63dB、roRc+roRd = -70dB、PERc+PERe = -82dB多個(gè)位置和幅度已知的高消光比干涉峰，用于測(cè)量裝置的較準(zhǔn)。 [0083]本發(fā)明是對(duì)基于白光干涉原理的光學(xué)相干域偏振測(cè)試系統(tǒng)(OCDP)的標(biāo)定和測(cè)量 裝置。OCDP的工作原理如圖1所示，以保偏光纖的性能測(cè)試為例，由寬譜光源發(fā)出的高穩(wěn)定 寬譜偏振光301注入到一定長(zhǎng)度的保偏光纖321的慢軸(快軸時(shí)，原理相同）。由于在偏振器 件中并非所有的光都是嚴(yán)格按照保偏軸傳輸?shù)模瑫?huì)存在非理想的缺陷點(diǎn)或者連接。信號(hào)光 沿慢軸傳輸時(shí)，當(dāng)信號(hào)光傳輸?shù)饺毕蔹c(diǎn)311時(shí)，慢軸中的一部分光能量就會(huì)耦合到正交的快 軸中，形成耦合光束303,剩余的傳輸光束302依舊沿著慢軸傳輸。光纖存在線性雙折射Δ n (例如:5X HT4)，使慢軸的折射率大于快軸折射率，當(dāng)光纖的另外一端輸出時(shí)(傳輸距離為 1)，則傳輸在慢軸的傳輸光302和傳輸在快軸的耦合光303之間將存在一個(gè)光程差A(yù)nhl 述光束通過(guò)焊接點(diǎn)或者旋轉(zhuǎn)連接頭312,進(jìn)入光程相關(guān)器330中。在光程相關(guān)器330中，偏振 分束鏡332、固定反射鏡334、移動(dòng)反射鏡338組成一個(gè)Michelson光學(xué)干涉儀。光束302和303 經(jīng)過(guò)偏振分束鏡332后在光程相關(guān)器330分為固定臂和掃描臂中的兩部分。固定臂中傳輸?shù)?光經(jīng)過(guò)固定反射鏡334的反射后到達(dá)探測(cè)器339;掃描臂中傳輸?shù)墓饨?jīng)過(guò)移動(dòng)反射鏡338的 反射后也到達(dá)探測(cè)器339,兩部分光匯聚在探測(cè)器339上形成白光干涉信號(hào)，被其接收并將 光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)解調(diào)電路341處理后，送入測(cè)量計(jì)算機(jī)342中；測(cè)量計(jì) 算機(jī)342另外還要負(fù)責(zé)控制移動(dòng)反射鏡338實(shí)現(xiàn)光程掃描。
[0084]在測(cè)量計(jì)算機(jī)342的控制下，Michelson干涉儀的移動(dòng)反射鏡338使干涉儀兩臂的 光程差從Δ nl經(jīng)過(guò)零，掃描至-Δ nl，如圖2所示：
[0085] (1)當(dāng)光程差等于Δη?時(shí)，掃描臂中光204與固定臂中光201發(fā)生匹配，則產(chǎn)生白光 干涉信號(hào)，其峰值幅度為τ 它與缺陷點(diǎn)的耦合幅度因子和光源強(qiáng)度成正 比。
[0086] (2)當(dāng)光程差等于0時(shí)，掃描臂與固定臂中光205與光201、光206與光202發(fā)生匹配， 則產(chǎn)生白光干涉信號(hào)，其峰值幅度為I_PiingaI〇,它與光源強(qiáng)度成正比。
[0087] (3)當(dāng)光程差等于Δη?時(shí)，掃描臂中光207與固定臂中光202發(fā)生匹配，則產(chǎn)生白光 干涉信號(hào)，其峰值幅度為/_#_ a ，它與缺陷點(diǎn)的耦合幅度因子和光源強(qiáng)度成正 比。
[0088]對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行處理，歸一化后換算成dB值，通過(guò)對(duì)干涉峰的以此幅度和距離的 檢測(cè)，即可得到保偏光纖缺點(diǎn)的位置和消光比等重要信息。
[0089] 對(duì)于構(gòu)造標(biāo)定峰的大小，可通過(guò)對(duì)保偏光纖的焊接角度進(jìn)行調(diào)整。如圖3。在入射 保偏光纖中快軸傳輸?shù)钠窆?，如圖3 (a);在入射保偏光纖與出射保偏光纖的對(duì)準(zhǔn)角度為Θ 時(shí)，光束會(huì)向出射光纖的兩特征軸上產(chǎn)生分量，如圖3(b);在出射保偏光纖傳輸時(shí)，兩軸的 比值關(guān)系為tan20，如圖3(c)。相當(dāng)于在焊點(diǎn)處構(gòu)造的消光比為-lOl 〇g1Q[tan20](dB)。通過(guò) 對(duì)保偏光纖的對(duì)準(zhǔn)角度進(jìn)行調(diào)整，以獲得不同的"串?dāng)_"，通過(guò)改變不同的保偏光纖對(duì)準(zhǔn)角 度得到不同的串?dāng)_峰值。
[0090] 從干涉圖譜上看，主峰兩旁的干涉峰均是信號(hào)光與耦合光的干涉形成的，只有一 次耦合光的參與，故稱之為一階干涉峰。在本專利中利用一階干涉峰即可對(duì)小消光比(〇~-40dB)進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)記。對(duì)于高消光比（-40~-IOOdB)區(qū)域，由于直接通過(guò)角度對(duì)準(zhǔn)時(shí)保偏 光纖焊接角度精度很難滿足標(biāo)定的要求，這時(shí)需要在一階干涉峰的基礎(chǔ)上構(gòu)造二階干涉 峰。二階的干涉峰對(duì)應(yīng)大消光比，其位置和高度與形成一階干涉峰的保偏光纖的長(zhǎng)度和對(duì) 準(zhǔn)角度相關(guān)聯(lián)，毋須對(duì)保偏光纖對(duì)準(zhǔn)角度精度作苛刻要求，即可對(duì)系統(tǒng)作精確的標(biāo)記。在現(xiàn) 有對(duì)準(zhǔn)精度的前提下，即可利用高階干涉峰完成小消光比（_40dB~-IOOdB)的精確標(biāo)定，實(shí) 現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)。
[0091] 以圖5為例，在定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件中，經(jīng)過(guò)每個(gè)焊點(diǎn)光會(huì)存在不同特性軸的 耦合，耦合的次數(shù)對(duì)應(yīng)串?dāng)_的階數(shù)。由于Y波導(dǎo)只允許快軸的光通過(guò)，排除從慢軸通過(guò)光的 情況。對(duì)于一階干涉，即〇階光束(沒(méi)有發(fā)生串?dāng)_的直通光束)與一階串?dāng)_光束形成的干涉； 對(duì)于二階干涉，可分為兩種情況：（1)0階光束與二階串?dāng)_光束形成的干涉；（2)-階串?dāng)_與 一階串?dāng)_形成的干涉。對(duì)于一階、二階干涉的情況，其干涉公式可化簡(jiǎn)為：
[0092]
[0093] 公式中，Rx(T)為自相關(guān)函數(shù)，τ為光程相關(guān)器中兩臂光束的光程延遲量，P為各焊 點(diǎn)的串?dāng)_系數(shù)，即對(duì)應(yīng)到圖譜中的各峰，不同光程延遲量對(duì)應(yīng)不同的相干峰，如干涉峰位置 和幅度表所示。
[0094]另外，在定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件中由于高消光比偏振器件(Υ波導(dǎo)）自身的特性， 充分利用其單軸通光和極低串?dāng)_的特性，可以對(duì)經(jīng)過(guò)高消光比偏振器件(Υ波導(dǎo)）一軸的光 進(jìn)行有效的過(guò)濾，減小多余噪聲的影響，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)獲得清晰穩(wěn)定的峰值圖譜，獲得極高 的測(cè)量精度。
[0095] 為清楚地說(shuō)明本發(fā)明基于高階串?dāng)_的OCDP白光標(biāo)定裝置，結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0096] 高消光比偏振器件測(cè)量裝置，如圖4所示。主要光電器件的選擇及其參數(shù)如下：
[0097] (1)可調(diào)寬譜光源101的中心波長(zhǎng)1550nm、半譜寬度大于45°nm，出纖功率范圍0~ 2mW，消光比大于6 dB;
[0098] (2)1\2耦合器102工作波長(zhǎng)為1550腦，消光比大于20(^，插入損耗小于0.5(^，分 光比為2/98;
[0099] (3)光纖隔離器104的工作波長(zhǎng)為1550nm，消光比為30dB，插入損耗小于IdB;
[0100] (4)45°起偏器111的工作波長(zhǎng)為1550nm，消光比為30dB，插入損耗小于ldB，輸入端 為單模光纖，輸出為熊貓型保偏光纖；
[0101] (5)45°檢偏器116的工作波長(zhǎng)為1550nm，消光比為30dB，插入損耗小于ldB，輸入為 熊貓型保偏光纖，輸出端為單模光纖；
[0102] (6)I X2耦合器131的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗小于0·5dB，分光比為50/50;
[0103] (7)偏振態(tài)控制器132的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗為0.5dB;
[0104] (8)光程掃描器133的工作波長(zhǎng)為1550nm，它的光程掃描距離大約在0~400mm之間 變化，平均插入損耗為3. OdB;
[0105] (9) 2 X 2耦合器134的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗小于0· 5dB;
[0106] (10)探測(cè)器103、135、136的光敏材料均為InGaAs，光探測(cè)范圍為1100~1700nm，如 采用New Focus公司的Nirvana?系列2017型平衡探測(cè)器。
[0107] (11)消光比測(cè)試儀的測(cè)量波長(zhǎng)1260nm~1650nm，偏振消光比范圍0~50dB，精度土 0.3dB〇
[0108] 高精度偏振器件測(cè)量裝置的工作過(guò)程如下：
[0109] 實(shí)施例1: 一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法
[0110] (1)從Y波導(dǎo)113輸入端yl輸入光束，測(cè)量C點(diǎn)串?dāng)_PERc值。 (2)從Y波導(dǎo)113輸出端y2輸入光束，測(cè)量D點(diǎn)串?dāng)_PERd值。
[0112] (3)在定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件中的各段保偏光纖的長(zhǎng)度選取，45°檢偏器116的 保偏光纖ps2、保偏光纖115、Y波導(dǎo)113輸出尾纖y 2、Y波導(dǎo)輸入尾纖y 1、保偏光纖114、45°起 偏器111 的保偏光纖psl分別設(shè)定為：Ii = O .6m、12 = 0,6m、13 = 0. lm、14 = 0,2m、15 = 0,3m、15 =0 · 6m〇
[0113] (4)將Y波導(dǎo)113輸出端y2與保偏光纖115使用保偏焊接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖115輸出 光束用消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，此時(shí)測(cè)量的消光比的值為PER b+PERc，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PERb 量達(dá)到設(shè)定值_30dB，此時(shí)，將Y波導(dǎo)113輸出端y2與保偏光纖115焊接，記錄此時(shí)的值PERb。
[0114] (5)將Y波導(dǎo)113的輸出端y 2與保偏光纖114使用保偏焊接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，從保偏光纖114 輸出光束用消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，此時(shí)測(cè)量的消光比的值為PERd+PER e，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使 PERe量達(dá)到設(shè)定值-45dB，此時(shí)，將Y波導(dǎo)113輸入端y 1與保偏光纖114焊接，記錄此時(shí)的值 PEReo
[0115] (6)將45°起偏器111保偏光纖psl與保偏光纖114、45°檢偏器111保偏尾纖ps2與保 偏光纖115均0°~0°對(duì)準(zhǔn)焊接。
[0116] (7)連接寬譜光源與功率監(jiān)測(cè)裝置100、光程相關(guān)器120、偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄 裝置130。
[0117] (8)打開(kāi)寬譜光源101，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器132和光學(xué)掃描器133至干涉信號(hào)最大狀 態(tài)。驅(qū)動(dòng)光程掃描器133,使用偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄裝置140對(duì)光程相關(guān)器130中不同掃 描距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和記錄，獲得分布式偏振串音測(cè)量結(jié)果，記錄測(cè)量圖譜中的偏振串 音噪聲本底數(shù)據(jù)與各個(gè)干涉峰的位置和幅度。（9)對(duì)干涉圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，比對(duì)處于干 涉主峰兩側(cè)的一階干涉峰的位置和高度。得到中處于 +τl6、τl6位置所對(duì)應(yīng)的PA、PB、Pc、PD、PE、PF峰的幅度，并對(duì)PERb與PB、F)ERc與P(；、PERd與PD、PER e與 PE的值進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)，得到各一階串?dāng)_峰的精確數(shù)值。
[0118] (10)得至Ij 處于 τη+τΜ+τΒ+τ^τη+τκ+τΜ+τΒ+τ^τ^+τκ+τυ+τΜ+τκ+τ^τη+τκ+ τυ+τ?δ+τ&τ?Γ^τκ+τυ+τκ位置所對(duì)應(yīng)的pA+pD、pB+p D、pc+pD、pc+pE、p c+pF峰的大小，與圖譜中 的峰的位置和幅度進(jìn)行比對(duì)，可得到各二階串?dāng)_峰的精確數(shù)值，用于對(duì)高消光比區(qū)域的標(biāo) 定和自校準(zhǔn)。
[0119] (10)通過(guò)測(cè)量在τ^+τκ+τυ+τΜ+τΒ+τΜ+τΗ(即干涉圖譜的最外側(cè))處峰值幅度，得 到待測(cè)Y波導(dǎo)的消光比的精確數(shù)值，完成精確測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，在待測(cè)高消光比偏振器件即Υ波導(dǎo)的輸入、 輸出端分別焊接兩段不同長(zhǎng)度的保偏光纖，構(gòu)成帶有定量串?dāng)_標(biāo)記的測(cè)量組件;焊接時(shí)利 用集總式消光比測(cè)試儀對(duì)焊接點(diǎn)的消光比進(jìn)行定量控制并記錄其測(cè)量值，同時(shí)對(duì)起偏器尾 纖、檢偏器尾纖、高消光比偏振器件尾纖、焊接保偏光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定;將測(cè)量組件接入 分布式光纖偏振串?dāng)_測(cè)試裝置中，利用外接光纖焊接點(diǎn)之間的二階串?dāng)_測(cè)量值對(duì)待測(cè)偏振 器件消光比進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn);其特征在于，包括如下步驟： (1) 從Υ波導(dǎo)（113)輸入端(yl)輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量C點(diǎn)串?dāng)_陽(yáng)Rc值； (2) 將Y波導(dǎo)（113)輸出端(y2)的長(zhǎng)度截取為13,將保偏光纖（115)的長(zhǎng)度取為12,使用保 偏焊接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖（115)輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的消光比的 值為陽(yáng)化+P邸C;轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PE化量達(dá)到設(shè)定值，將Y波導(dǎo)（113)輸出端(y2)與保偏光纖 (115)焊接，記錄此時(shí)的值陽(yáng)化； (3) 從保偏光纖（115)輸入光束，利用集總式消光比測(cè)試儀測(cè)量D點(diǎn)串?dāng)_PERd值； (4) Υ波導(dǎo)（113)的輸入端(yl)的長(zhǎng)度截取為以，保偏光纖（114)的長(zhǎng)度取為15,使用保偏 焊接機(jī)對(duì)準(zhǔn)，保偏光纖（114)的輸出光束用集總式消光比測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的消光比的 值為陽(yáng)Rd+P邸e;轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)角度，使PE化量達(dá)到設(shè)定值，將Y波導(dǎo)（113)輸入端(y 1)與保偏光纖 (114)焊接，記錄此時(shí)的值陽(yáng)Re。 (5) 將45°起偏器（111)保偏尾纖(psl)、45°檢偏器（116)保偏尾纖(ps2)的長(zhǎng)度截取為 l6，h，將45°起偏器(111)保偏光纖(psl)與保偏光纖（114)、45°檢偏器(111)保偏尾纖(ps2) 與保偏光纖（115)均0°~0°對(duì)準(zhǔn)焊接； (6) 連接寬譜光源與功率監(jiān)測(cè)裝置（100)、光程相關(guān)器（130)、偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄 裝置(140); (7) 打開(kāi)寬譜光源（101)，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器（132)和光學(xué)掃描器（133)至干設(shè)信號(hào)最大 狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)光程掃描器（133)，使用偏振串?dāng)_檢測(cè)與信號(hào)記錄裝置（140)對(duì)光程相關(guān)器（130) 中不同掃描距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和記錄，獲得分布式偏振串音測(cè)量結(jié)果，記錄測(cè)量圖譜中 的偏振串音噪聲本底數(shù)據(jù)與各個(gè)干設(shè)峰的位置和幅度； (8) 對(duì)干設(shè)圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，比對(duì)處于干設(shè)主峰兩側(cè)的一階干設(shè)峰的位置和高度； 根據(jù)已知光纖的截取長(zhǎng)度11、12、13、以、15、16，利用關(guān)系式： τ= Δ nfl 得到中處于 Til、T11 + T12、T11+T12+T13、T14+T1 日+T16、Τι 日+T16、τ?6 位置所對(duì)應(yīng)的f>A、PB、PC、f>D、 PE、PF峰的幅度，并對(duì)陽(yáng)化與PB、P邸C與PC、P邸d與PD、P邸e與PE的值進(jìn)行標(biāo)定和自校準(zhǔn)，得到各 一階串?dāng)_峰的精確數(shù)值； 光程延遲量分別為0、r/,、^4的串?dāng)_系數(shù) 依次為 l、f>A、PB、f>C、PD、flE、PF; (9) 在一階干設(shè)峰的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算，得到處于τιι·Ητ?4+τ?5·Ητ?6、τιι+τ?2·Ητ?4+τ?5·Ητ?6、τη +τ?2+τ?3+τ?4+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?5+τ?6、τιι+τ?2+τ?3+τ?6 位置所對(duì)應(yīng)的 PA+f>D、PB+f>D、Pc+PD、fic+ PE、PC+PF峰的大小，與圖譜中的峰的位置和幅度進(jìn)行比對(duì)，得到各二階串?dāng)_峰的精確數(shù)值， 用于對(duì)高消光比區(qū)域的標(biāo)定和自校準(zhǔn)；光程延遲量分別為r/, 、 f/, + f/: + f/, + f/; + [4 巧 + r/; + + + + z·/。、Γ/, + Γ/: + + + Γ心、氣 + Γ/: + z), + Γ/。的串 擾系數(shù)依次為Pa+Pd、Pb+Pd、化+PD、化+PE、化+PF ; (10)通過(guò)測(cè)量在了1的12+113414+11日416+1巧即干設(shè)圖譜的最外側(cè)處峰值幅度，得到待測(cè) Y波導(dǎo)的消光比的精確數(shù)值，完成精確測(cè)量，光程延遲量巧< +馬+^6 +了^ +? +了^+?的串?dāng)_ 系數(shù)為ε chip。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖偏振器件的高消光比測(cè)量方法，其特征在于:所述的 45°檢偏器(116)保偏尾纖(ps2)、保偏光纖（115)、Υ波導(dǎo)（113)輸出端(y2)、Y波導(dǎo)（113)的輸 入端(yl)、保偏光纖（114)、45°起偏器（111)保偏尾纖(psl)的長(zhǎng)度11、12、13、14、15、16的選 取，滿足四個(gè)方面的關(guān)系： 1) 保證使干設(shè)圖譜中對(duì)應(yīng)的一階、二階干擾峰在干設(shè)圖譜中要交錯(cuò)分布： li 辛 Is 辛 li+b 辛 Is+ls 辛 li+ls 辛 I1+I2+I3 辛 I1+I2+I6 辛 1 l+ls+l6辛]^4+ls+l6 辛 I1+I4+I5+I6 辛 I1+I2+I3+I6 辛 I1+I2+I5+I6; 辛 I1+I2+I4+I5+I6 辛 I1+I2+I3+I5+I6 辛 I1+I2+I3+I4+I5+I6 辛 I1+I2+I3+I4+I5+I6+IY 2) Υ波導(dǎo)（113)的輸入保偏光纖(yl)長(zhǎng)度以。的光程差大于寬譜光源（101)紋波相干峰的 光程Lr，即：Lin X Δ nf〉Lr，Lin為輸入尾纖y 1、保偏光纖114、45°起偏器保偏尾纖PS1長(zhǎng)度之 和，A nf為保偏光纖線性雙折射； 3. Y波導(dǎo)（113)的輸出保偏光纖(y2)長(zhǎng)度Uut的光程差大于Y波導(dǎo)（113)本身快慢軸之間 的光程差，即：Lout X Δ nf〉Ly X Δ ηγ; Lout為輸出尾纖y2、保偏光纖115、45°檢偏器保偏尾纖 ps2長(zhǎng)度之和;Ly為Y波導(dǎo)長(zhǎng)度，Δ ηγ為Y波導(dǎo)的線性雙折射； 4) 測(cè)量的光程掃描范圍AL Δ L〉2 化in+Ly+Lout) 光程掃描范圍的中點(diǎn)為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK105841928SQ201610157528
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】楊軍, 梁帥, 苑勇貴, 吳冰, 彭峰, 李創(chuàng), 喻張俊, 苑立波
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)