[發明專利]一種光纖Shupe常數測試裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210359158.9
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102914418A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 宋凝芳;李帥;宋鏡明;徐宏杰;楊德偉;姜漫
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01M11/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種光纖Shupe常數測試裝置，其特征在于，該裝置包括如下器件：激光光源(1)、邁克爾遜干涉光路(2)、密閉恒溫減振系統(8)、溫度控制系統(9)、光探測器(10)和數字信號處理系統(11)；邁克爾遜干涉光路(2)包括光纖耦合器(3)、參考臂(4)、測量臂(5)、被測光纖(6)和法拉第轉鏡(7)；被測光纖(6)放置在溫度控制系統(9)中，光纖耦合器(3)、參考臂(4)、測量臂(5)和法拉第轉鏡(7)放置在密閉恒溫減振系統(8)中；激光光源(1)和光探測器(10)分別通過光纖連接光纖耦合器(3)，被測光纖(6)采用尾纖熔接方式或者光纖適配器即插即用方式接入測量臂(5)，位于密閉恒溫減振系統(8)中的參考臂(4)和測量臂(5)是相互平行設置的，經過的空間位置一致，參考臂(4)的一端和測量臂(5)的一端都與光纖耦合器(3)連接，參考臂(4)的另一端的端末和測量臂(5)的另一端的端末都設置有法拉第轉鏡(7)；

激光光源(1)發出的光由光纖耦合器(3)等分成兩束，一束光進入參考臂(4)穩定傳輸，另一束光進入測量臂(5)在待測光纖(6)中傳輸，兩束光分別被法拉第轉鏡(7)反射，在光纖耦合器(3)處發生干涉，干涉光強經過光纖耦合器(3)進入光探測器(10)，光探測器(10)將得到的干涉信號輸出給數字信號處理系統(11)。

2.根據權利要求1所述的光纖Shupe常數測試裝置，其特征在于，所述的參考臂(4)、測量臂(5)、被測光纖(6)以及各器件之間的連接光纖為普通單模光纖或光子晶體光纖，光子晶體光纖為全內反射光子晶體光纖、全內反射保偏光子晶體光纖、帶隙光子晶體光纖或帶隙型保偏光子晶體光纖。

3.根據權利要求1所述的光纖Shupe常數測試裝置，其特征在于，所述的測量臂(5)，分為兩段，第一段測量臂(5-1)的一端連接光纖耦合器(3)的3C端口，另一端采用尾纖熔接方式或者光纖適配器即插即用方式連接被測光纖(6)，第二段測量臂(5-2)的一端采用尾纖熔接方式或者光纖適配器即插即用方式熔接被測光纖(6)，另一端的端末上設置有法拉第轉鏡(7)；位于密閉恒溫減振系統(8)中的兩段測量臂(5)和參考臂(4)以旁路監測原理進行布線，參考臂(4)的布線長度為2m。

4.根據權利要求1所述的光纖Shupe常數測試裝置，其特征在于，所述的密閉恒溫減振系統(8)為全封閉設計的酚醛樹脂泡沫恒溫減振系統。

5.根據權利要求1所述的光纖Shupe常數測試裝置，其特征在于，所述的溫度控制系統(9)為無擾動溫度控制系統，以自動控制的升溫-恒溫監測-被動冷卻降溫的方式對光纖變溫進行控制。

6.應用權利要求1所述的光纖Shupe常數測試裝置的光纖Shupe常數測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：控制溫度控制系統(9)升溫至60°C，保持恒溫不變，在此過程中通過光探測器(10)探測干涉光強度變化波形并輸出至數字信號處理系統(11)，若波形波動顯著，表示參考臂(4)的光纖處于變溫階段，測試裝置尚未穩定；

步驟2：監測光探測器(10)輸出的波形，當波形變化在每40分鐘有1個峰值波動變化時，測試裝置處于穩定狀態，此時控制溫度控制系統(9)停止恒溫，開始降溫階段，每3min降溫0.1°C，由光探測器(10)記錄并輸出干涉光強度變化波形數據；

步驟3：將光探測器(10)采集的干涉光強度變化波形數據用數字信號處理算法濾除局部擾動誤差后，由數字信號處理系統(11)自動統計波形峰值數目N_f，并按照下面公式得出光纖Shupe常數S：

S≈Nf(2L)neffΔT·λ]]>

其中，L為被測光纖(6)的長度，n_eff為被測光纖(6)的有效傳輸模式折射率，ΔT為溫度變化值，λ為實驗用激光器波長。