[發明專利]一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量系統及其方法

無效

• 申請號: 201310273582.6
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103363905A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李彥;孫彥鳳;宋凝芳;姜漫;宋鏡明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術領域

本發明涉及光學應用領域，具體而言涉及一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量系統及其方法。?

背景技術

光纖環是光纖陀螺的核心敏感器件，光纖陀螺的精度與光纖環的長度有關，不同精度的光纖陀螺對應不同長度的光纖環，因此在光纖環繞制之前，需要通過光纖繞環機或分纖機把光纖桶上的光纖按需要的長度繞在分纖環上。由于繞環機或分纖機內部的軟件誤差，機器顯示的光纖長度與實際的光纖長度之間有一定的誤差，并且隨著光纖長度的增加，積累的誤差越大。為了減小或消除溫度引起的Shupe非互易相位誤差，光纖陀螺的光纖環繞制工藝采用四極對稱繞法，這就需要光纖環是從光纖的中點起繞。因此光纖環在繞制前還需要將光纖從第一個分纖環上分一半到另一個分纖環上。由于分纖誤差的存在以及誤差的不確定性，使得第一個分纖環上光纖的實際長度未知，這將給第二次分纖的長度造成困擾，因此能夠精確測量光纖長度具有重要的意義。?

傳統的光纖測量方法主要包括光時域反射儀（OTDR），光頻域反射儀（OFDR），光低相干反射儀（OLCR）等。其中OTDR是基于后向瑞利散射和菲涅爾反射原理制成的，是目前最廣泛的測量光纖長度的儀器。OTDR的優點是測量長度高達上百公里，缺點是測量精確度較差，只能達到米的量級，且不可測量短距離光纖，設備體積龐大。OFDR和OLCR的測量精度雖然相對較高，分別可以達到毫米和幾十微米量級，但是實際操作的穩定性和可靠性比較低。另外，復雜的結構與高昂的造價也一定程度上限制了他們的應用。?

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，提出了一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量系統及其方法。其中基于光譜分析的測量方法的優點是方法簡單，測量準確，實際操作的穩定性和可靠性比較高。測量系統中采用的SLD光源可以提供部分偏振光；系統中采用帶保偏尾纖的起偏器能夠保證輸出光波的光譜形狀不受彎曲、應力等外界的影響。?

一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量系統，包括SLD光源、待測保偏光纖、帶保偏尾纖的起偏器、光譜儀、消光比測試儀、光纖適配器；?

一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量方法，包括以下幾個步驟：?

首先，構建I_s測試光路；?

然后，設定SLD光源的保偏尾纖與待測保偏光纖的熔接角度θ₂；?

第三，構建ER_f測試光路；?

第四，構建ER_p測試光路；?

第五，構建I_out測試光路；?

本發明的優點在于：?

（1）本發明系統測試裝置簡單，易操作；?

（2）本發明系統測試系統穩定，測量數據準確；?

（3）本發明系統提高了光纖環繞之前分纖的準確度，能夠基本消除分纖時長度設定的困擾；?

（4）本發明系統中采用帶保偏尾纖的起偏器能夠保證輸出光波的光譜形狀不受彎曲、應力等外界的影響。?

附圖說明

圖1是本發明構建I_s測試光路結構示意圖；?

圖2（a）本發明構建ER_f測試光路結構示意圖；?

圖2（b）本發明構建ER_p測試光路結構示意圖；?

圖3是本發明待測保偏光纖快慢軸分量與起偏器透光軸分量及垂直透光軸分量的數值關系示意圖；?

圖4是本發明構建I_out測試光路結構示意圖；?

圖中：?

1—SLD光源?????2—待測保偏光纖?????3—起偏器?

4—光譜儀??????5——消光比測試儀???6—光纖適配器?

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。?

本發明的一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量系統，包括帶保偏尾纖的SLD光源1、待測保偏光纖2、帶保偏尾纖的起偏器3、光譜儀4、消光比測試儀5、光纖適配器6。?

本發明的一種基于光譜分析的保偏光纖長度測量方法，包括以下幾個步驟：?

首先，構建I_s測試光路，如圖1所示，將SLD光源1的保偏尾纖通過光纖適配器6與光譜儀4連接，測得SLD光源1輸出光波的光譜形狀，得到光譜中各單色光波的光強I_s，其中SLD光源1的輸出光與保偏尾纖慢軸的夾角θ₁，θ₁作為帶保偏尾纖的SLD光源1的一個參數已知。?