[發明專利]一種Lyot消偏器的制作方法

有效

• 申請號: 201310389699.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103454727A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 吳明玉;黃偉溪
• 申請（專利權）人: 廣東中鈺科技有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G02B6/25
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及光纖電流互感器領域，特別是涉及一種Lyot消偏器的制作方法。

背景技術

目前電力系統使用的電磁式互感器存在體積大、重量重、有鐵磁飽和鐵磁諧振等缺點，無法維持較高的測量精度，因此，光纖電流互感器的出現以及應用給電力系統帶來了革命性影響。圖1所示為目前常見的全光纖電流互感器的結構示意圖，這種全光纖電流互感器的技術方案和原理主要借鑒于成熟的反射式光纖陀螺技術，最主要區別在于全光纖電流互感器多了一個四分之一波片。

從圖1全光纖電流互感器的結構示意圖可看出，SLED光源為寬譜光源，其發出的光經過起偏器后輸出線偏振光。該線偏振光?45°耦合進相位調制器的保偏光纖后形成兩束分別沿著保偏光纖尾纖的快軸和慢軸傳輸的正交偏振光。由相位調制器調制后形成的這兩束正交偏振光，經延遲線1后均產生一個附加相位差，然后經四分之一波片2分別被轉化為左旋和右旋圓偏振光，然后進入傳感光纖環3。傳感光纖環3中間的通電的導體4在傳感光纖環3的周圍產生磁場，在該磁場產生的法拉第磁光效應下，這兩束圓偏振光以不同的速度傳輸，然后這兩束圓偏振光傳輸到反射鏡5處經反射鏡5反射且反射后這兩束圓偏振光發生偏振模式互換。經反射鏡5反射后的圓偏振光再次經過傳感光纖環3而再產生一次法拉第磁光效應，由于其非互易特性，使得這兩束圓偏振光相位差加倍。這兩束圓偏振光再次經過四分之一波片2后，重新恢復為線偏振光，并在起偏器處發生干涉。最后攜帶相位差信息的光由耦合器耦合進電路模塊中的光電探測器中。經光電探測器轉換后得到的包含相位信息的光信號的公式為：

上式中，為光路損耗，為SLED光源輸出功率，為調制相位，，其中，為傳感光纖的匝數，為Verdet常數，為導體4中的電流。

從全光纖電流互感器整個工作原理和過程中可以看出，起偏器既有起偏作用又有干涉檢偏的作用，在全光纖電流互感器中有很重要的作用。而SLED寬譜光源輸出的光功率與相應波長的關系呈高斯分布，一般輸出的光偏振度為25%左右，但是以上這兩個特點會隨SLED實際工作溫度、使用時間、恒流漂移等因素而發生變化，這將導致起偏器輸出的線偏振光也會相應發生一定的變化。為了使得起偏器輸出的線偏振光保持比較穩定狀態以期獲得全光纖電流互感器測試精度的提高，首先需要對SLED輸出的光進行消偏處理，使輸出光波隨機地均勻分布在所有可能的偏振態，即把光源輸出的光轉變為自然光。這樣，起偏器輸出的線偏振光將不受相應輸入光偏振態和功率譜變化的影響，使起偏器輸出的線偏振光能夠保持一個穩定的狀態，最終有利于提高全光纖電流互感器的電流測量精度。因此，在圖1中的全光纖電流互感器的基礎上增加一個消偏器6，如圖2所示。

目前已有的消偏器結構主要有晶體式，也有全光纖式。但是晶體式結構的消偏器體積比較大，而且是分立式結構，工作的光譜帶寬比較窄，而全光纖電流互感器實用的SLED光源為寬譜光源，因此晶體式消偏器不適合于全光纖電流互感器使用要求；目前的全光纖式消偏器結構比較復雜，體積也相對比較大，不利于全光纖電流互感器光路結構緊湊化設計要求。雖然目前還適用于寬譜光源的Lyot消偏器有了一定的理論分析，但是目前Lyot消偏器只停留在理論階段，并沒有成熟的制作方法。因此，目前的消偏器無法滿足全光纖電流互感器的使用需求。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種制備過程簡單、操作簡易且成品率高的Lyot消偏器的制作方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種Lyot消偏器的制作方法，包括：

S1、搭建線偏振光輸出裝置后，輸出線偏振光，將該線偏振光作為制作消偏器時的參考信號；

S2、將輸出線偏振光的保偏光纖尾纖與第一段保偏光纖進行熔接；

S3、將第一段保偏光纖與第二段保偏光纖進行45°熔接；

S4、將第二段保偏光纖與第三段保偏光纖進行45°熔接；

S5、在第一段保偏光纖與保偏光纖尾纖的熔接口處進行切割；

S6、對三段保偏光纖之間的熔接口進行保護。

進一步，所述步驟S1中所述線偏振光輸出裝置包括SLED光源以及與SLED光源熔接的起偏器，所述起偏器帶有用于輸出線偏振光的保偏光纖尾纖，所述線偏振光的消光比不小于30dB。

進一步，所述步驟S2，包括：

S21、將第一段保偏光纖的一端與保偏光纖尾纖放入熔接機的光纖夾具中做熔接準備；?

S22、采用半自動熔接方式，將保偏光纖尾纖與第一段保偏光纖初步對準，同時將第一段保偏光纖的另一端接入偏振分析儀中；