[發明專利]一種提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210379407.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102928199A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 楊軍;苑勇貴;彭峰;苑立波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置，包括寬譜光源（301）、起偏器（311）、待測偏振器件（632）、光程相關器（640）、偏振串擾檢測與信號記錄裝置（150），其特征是：

（1）寬譜光源（301）通過起偏器（311）、第1旋轉連接器（631）與待測光纖器件（632）連接后，再通過第2旋轉連接器（633）與光程相關器（640）連接；

（2）所述光程相關器（640）由1×2偏振分束器（641）、三端口環形器（645）、自聚焦準直透鏡（647）、可移動光學反射鏡（648）、2×2光纖耦合器（649）、第1光電探測器（651）、第2光電探測器（652）組成；偏振分束器（641）的第1輸出端（ps2）連接光纖耦合器（649）的第1輸入端（c1），組成固定長度光程相關參考臂（ps2+c1）；偏振分束器（641）的第2輸出端（ps3）連接環形器（645）的輸入端（cr1），環形器（645）的第1輸出端（cr2）連接準直透鏡（647）和可移動光學反射鏡（648）；環形器（645）的第2輸出端（cr3）連接耦合器（649）的第2輸入端（c2），組成光纖長度可變的光程相關掃描臂（ps3+cr1+2cr2+2gr1+2x+cr3+c2）；光纖耦合器（649）的第1、第2輸出端（c3、c4）分別連接第1、第2探測器（651、652）；第1、第2探測器（651、652）、可移動光學反射鏡（648）分別與偏振串擾檢測與信號記錄裝置（150）連接；

（3）線偏振光信號注入到1×2偏振分束器（641）的第1輸入尾纖（ps1）的慢軸中，信號光僅從第1輸出尾纖（ps2）的慢軸中輸出；注入到第1輸入尾纖（ps1）的快軸中，僅從第2輸出尾纖（ps3）的慢軸中輸出。

2.根據權利要求1所述的提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置，其特征是：第1旋轉連接器（631）連接起偏器（311）和待測光纖器件（632），并使二者的光纖偏振特征軸保持對準狀態，將經過起偏的寬譜光源（301）的輸出光注入到待測光纖器件（632）的一個偏振特征軸中；第2旋轉連接器（633）連接待測光纖器件（632）和光程相關器（640）的輸入端（ps1）時，二者的偏振特征軸存在對準和夾角45°兩種狀態。

3.根據權利要求1或2所述的提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置，其特征是：可移動光學反射鏡（648）處于運動起點位置時，光程相關器（640）的光程相關參考臂（ps2+c1）的絕對光程略大于光程相關掃描臂（ps3+cr1+2cr2+2gr1+2x+cr3+c2）；可移動光學反射鏡（648）連續移動的范圍（x）大于待測光學器件耦合光與傳輸光之間的最大光程差異。

4.根據權利要求1或2所述的提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置，其特征是：所述起偏器（311）、第1旋轉連接器（631）、第2旋轉連接器（633）、待測光纖器件（632）、光程相關器（640）、第1探測器（651）、第2探測器（652）的波長工作范圍能夠覆蓋寬譜光源（301）的發射光譜；起偏器（311）的輸出尾纖、偏振分束器（641）輸入尾纖（ps1）、偏振分束器（641）的第1和第2輸出尾纖（ps2、ps3）均工作在單模、偏振保持狀態，其余器件僅工作在單模狀態。

5.根據權利要求3所述的提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置，其特征是：所述起偏器（311）、第1旋轉連接器（631）、第2旋轉連接器（633）、待測光纖器件（632）、光程相關器（640）、第1探測器（651）、第2探測器（652）的波長工作范圍能夠覆蓋寬譜光源（301）的發射光譜；起偏器（311）的輸出尾纖、偏振分束器（641）輸入尾纖（ps1）、偏振分束器（641）的第1和第2輸出尾纖（ps2、ps3）均工作在單模、偏振保持狀態，其余器件僅工作在單模狀態。

6.一種基于權利要求1所述的提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置的提高光學器件偏振串擾測量性能的方法，其特征是：

（1）寬譜光源（301）的信號光經過起偏器（311）的偏振極化成為線偏光；

（2）調節第1旋轉連接器（631）的對準角度，將來自于起偏器（311）的傳輸光耦合到待測光纖器件（632）的偏振特征軸中；

（3）調節第2旋轉連接器（633）的對準角度，將經過待測光纖器件（632）的傳輸光、以及由于偏振串擾在待測光纖器件（632）中產生的與傳輸光正交的偏振耦合光、注入到光程相關器（640）中偏振分束器（641）輸入端（ps1）保偏光纖的兩個正交偏振軸中，即待測光纖器件（632）與偏振分束器（641）的輸出、輸入尾纖的特征軸處于對準狀態；

（4）偏振正交的傳輸光和耦合光被偏振分束器（641）徹底分離后，分別傳輸在光程相關器（640）的光程相關參考臂和掃描臂中，經過光程相關器（640）后，在第1、第2探測器（651、652）上產生光學干涉；

（5）控制可移動光學反射鏡（648）從距離自聚焦準直透鏡（647）距離最近的起點開始光程掃描，同時記錄第1、第2探測器（651、652）輸出的差分白光干涉信號幅度隨掃描光程變化的曲線，其中干涉信號的數值與偏振串擾的幅值、輸入光能量的乘積成正比；

（6）調節第2旋轉連接器（633）的對準角度，在步驟（3）特征軸對準的基礎上，將第2旋轉連接器（633）繼續旋轉45°，使待測光纖器件（632）中輸出的偏振正交的傳輸光和耦合光分別注入到偏振分束器（641）輸入端（ps1）保偏光纖中的兩個正交偏振軸；

（7）成45°角注入的傳輸光和耦合光分別被偏振分束器（641）能量均分后，再次輸入到光程相關器（640）的光程相關參考臂和掃描臂中，經過光程相關器（640）后，同樣在第1、第2探測器（651、652）上產生光學干涉；

（8）再次控制可移動光學反射鏡（648）從距離自聚焦準直透鏡（647）距離最近的起點開始光程掃描，同時記錄第1、第2探測器（651、652）輸出的差分白光干涉信號幅度隨掃描光程變化的曲線；其中，當光程相關器（640）的參考臂和掃描臂光程絕對相等時，干涉信號幅度與傳輸光功率成正比；

（9）對比步驟（5）和（8）分別獲得白光干涉信號幅度隨掃描光程變化的曲線，利用步驟（8）得到輸出光功率的絕對數值，然后對步驟（5）獲得的數據進行處理，消除輸出光功率的影響，獲得分布式偏振串擾的絕對結果。