[發明專利]保偏光纖準直器對準用空間調整機構、裝置以及對準方法

有效

• 申請號: 201110239930.9
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102338917A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 梁志軍;王憲東
• 申請（專利權）人: 天津峻烽科技有限公司
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G02B7/182;G02B6/27;G01J1/42
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 孫春玲

1.一種保偏光纖準直器對準用空間調整機構，其特征在于：包括滑動基座(41)、兩套結構相同的機械調整部分(38、40)和一套參考物理基準部分(39)，參考物理基準部分(39)位于兩套機械調整部分(38、40)之間并且三個部分都滑動連接于滑動基座(41)上；

所述一機械調整部分包括三軸位移臺和三維萬向調整架；

所述三軸位移臺包括，一在滑動基座(41)之上并與之滑動連接的Z軸平移滑塊(43)、一在Z軸平移滑塊(43)之上并與之滑動連接的Y軸平移滑塊(44)、一在Y軸平移滑塊(44)之上并與之固定連接的X軸固定基板(46)、一在X軸固定基板(46)之一側并與之滑動連接的X軸平移滑塊(48)、一在X軸平移滑塊(48)之上并與之固定連接的X軸連接板(49)；

所述三維萬向調整架包括，一固定連接于X軸連接板(49)之上的萬向調整架基座(50)，一位于萬向調整架基座(50)之上且與之之間設有包括X軸調節旋鈕(63)在內的渦輪蝸桿副的可繞X軸轉動的X軸轉動架(51)，一位于X軸轉動架(51)之中并與之之間設有包括Y軸轉動調節旋鈕(52)在內的渦輪蝸桿副的可繞Y軸轉動的Y軸轉動架(54)，一位于Y軸轉動架(54)之上并與之之間設有包括Z軸調節旋鈕(53)在內的渦輪蝸桿副的可繞Z軸旋轉的Z軸轉動架(55)，Z軸轉動架(55)上對稱安裝有用來夾持與固定保偏光纖準直器的三個卡爪(56)，卡爪(56)與Z軸轉動架(55)之間設有螺紋副；

所述參考物理基準部分(39)包括，一在滑動基座(41)之上并與之滑動連接的光學調整鏡架基座(58)，一安裝于光學調整鏡架基座(58)之上可調長短并可繞自身轉軸旋轉的伸縮旋轉桿(59)，伸縮旋轉桿(59)的頂端安裝有一雙面光反射鏡(60)。

2.一種保偏光纖準直器對準裝置，其特征在于：包括權利要求1所述的空間調整機構，還包括線偏振光發生器(15)、光纖連接網絡(17)及光學參數測量單元(18)；

線偏振光發生器(15)產生沿保偏光纖(19)的慢軸方向振動的線偏振光，經保偏光纖(19)發送至光纖連接網絡的第一保偏光選擇開關(23)的總路端，第一保偏光選擇開關(23)的兩個分路端(A、B)分別各通過保偏光纖連接一保偏光環行器(24、25)的信號輸入端(a、a’)，各保偏光環行器(24、25)的收發復用端(b、b’)各通過保偏光纖(20、21)連接空間調整機構的一被夾持固定的保偏光纖準直器，各保偏光環行器(24、25)的輸出端(c、c’)各通過保偏光纖連接一第二保偏光選擇開關26的分路端(A’、B’)之一，第二保偏光選擇開關(26)的總路端通過保偏光纖(22)連接光學參數測量單元(18)。

3.根據權利要求2所述的保偏光纖準直器對準裝置，其特征在于：所述線偏振光發生器包括一放大自發輻射光源(23)和將該光源產生的光波起偏成線偏振光并沿所述保偏光纖(19)慢軸傳輸的保偏光纖起偏器(24)。

4.根據權利要求2所述的保偏光纖準直器對準裝置，其特征在于：所述光學參數測量單元包括將保偏光纖傳送來的入射光波分解為兩個正交偏振分量的偏振分束器(27)，兩個偏振分量分別經兩光電探測器(28、29)轉換為兩光生電流，兩光生電流分別經兩I-V變換器(30、31)轉換為電壓信號，每個I-V變換器輸出的電壓信號各經一線性放大器(32、33)放大后匯總至一個加法器(36)對電壓求和，每個I-V變換器輸出的電壓信號還各經一對數放大器(34、35)放大后匯總至一個減法器(37)進行對數相減。

5.一種保偏光纖準直器對準方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)設定參考物理基準

將雙面光反射鏡(60)立于兩個機械調整部分(38、39)之間，使兩個保偏光纖準直器(64、65)的OZ軸與O’Z’軸垂直于雙面光反射鏡(60)；

2)設定一個保偏光纖準直器自準直

用一可見光源替代線偏振光發生器(15)連接至保偏光纖(19)，將第一保偏光選擇開關(23)切換至A通道，使可見光被引入保偏光纖準直器(64)，可見光由雙面光反射鏡(60)反射，調節機械調整部分(38)使反射光斑落入保偏光纖準直器(64)自身的接收孔徑內；移除可見光源，將線偏振光發生器(15)連接至保偏光纖(19)，將第二保偏光選擇開關(26)切換至A’通道，此時雙面光反射鏡的反射光經由A’通道發送至光學參數測量單元(18)，調節機械調整部分(38)使光功率取得最大值，此時保偏光纖準直器(64)的光軸(OO’軸)與雙面光反射鏡(60)垂直，反射光被保偏光纖準直器(64)完全接收；

3)設定另一個保偏光纖準直器的自準直

采用步驟2)的方法設定另一個保偏光纖準直器的自準直；

4)移除參考物理基準

將雙面光反射鏡(60)移走，使第一保偏光纖準直器(64)發射的光波可以被第二保偏光纖準直器(65)接收；

5)設定兩個保偏光纖準直器的互準直

將兩個保偏光選擇開關切換至使光波按線偏振光發生器、第一保偏光纖準直器、第二保偏光纖準直器、光學參數測量單元(18)的方向傳送連接的狀態，沿XYZ與X’Y’Z’方向分別調節兩個機械調整部分(38、40)，使第一保偏光纖準直器(64)發射的光波被第二保偏光纖準直器(65)最大化接收；

6)偏振對準

在0-180°范圍內旋轉Z軸轉動架(55)，此時兩個光電探測器(28、29)接收的s分量與p分量可以表示為：

Vs＝ηPsin2θ

Vp＝ηPcos2θ????????????????(0°≤θ≤180°)

此處，η是考慮到Z軸轉動架(55)在做回轉時，由于保偏光纖準直器的光軸與回轉軸存在偏角，引起到達偏振分束器的光功率波動，而引入的誤差因子，θ為橢圓光偏振態主軸相對保偏光纖(22)慢軸的夾角，

將兩個對數放大器(34、35)的輸出相減，則有：

ER＝Log(Vs)-Log(Vp)＝Log(Vs/Vp)＝Log(tan2θ)(0°≤θ≤180°)

在0-180°范圍內調節時，當θ＝π/2時，ER取得最大值，即偏振消光比最大值。