[發明專利]一種大掃描量程光學相干域偏振測量裝置

有效

• 申請號: 201310739313.4
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103743550A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 楊軍;李創;苑勇貴;吳冰;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

技術領域

本發明設計屬于光纖測量技術領域，具體涉及到一種大掃描量程光學相干域偏振測量裝置。

背景技術

基于白光干涉原理的光學相干域偏振檢測（OCDP）是一種最有前景光纖測量技術方案。根據白光干涉原理，采用全保偏光纖的結構，利用光纖器件可以盤繞和器件性能穩定的特性，整個實驗裝置具有體積小，穩定性高的特點。光相干域偏振技術（OCDP）通過掃描式邁克爾遜干涉儀進行光程補償，實現不同耦合模式間的干涉，可定位模式耦合點等光纖內部缺陷的位置，利用干涉強度，分析該點耦合強度。因此，OCDP技術在偏振消光比測試、光纖陀螺環測試、保偏光纖精確、保偏光纖制造、保偏光纖精確對軸、器件消光比測試等領域均獲得了成功的應用。與其它類似技術，諸如光時域反射計（OTDR）、偏振時域反射技術（POTDR）、光學低相干反射計（OLCR）、光頻域反射技術（OFDR）、光相干域反射技術（OCDR）等分布式檢測方法與技術相比，OCDP技術具有結構簡單（基于Mach-Zehnder或Michelson等干涉儀）、高空間分辨率（幾厘米）、大測量范圍（幾公里）、超高測量靈敏度（耦合-90～-100dB）、超大動態范圍（10⁹～10¹⁰）等優點。OCDP技術未來發展成為一種高精度、通用測試技術和系統成為一種必然趨勢。

早在80年代，國外已經在就提高偏振檢測精度開始了研究。20世紀90年代初，法國Herve?Lefevre等人（首次公開了基于白光干涉原理的OCDP系統Method?for?the?detection?of?polarization?couplings?in?a?birefringent?optical?system?and?application?of?this?method?to?the?assembling?of?the?components?of?an?optical?system,US?4893931），它采用超輻射發光二極管（SLD）作為光源和空間干涉光路作為光程相關測量結構。法國Photonetics公司根據此專利研制了WIN-P125和WIN-P400兩種型號OCDP測試系統，主要用于較短（500m）和較長（1600m）保偏光纖的偏振特性分析。其主要性能為偏振串擾靈敏度為-70dB、動態范圍為70dB。韓國Fiberpro公司推出了的ICD800主要用于替換WIN-P系列OCDP系統，空間分辨率10cm，掃描保偏光纖長度長度增加到1000m，靈敏度提高到-80dB。

2011年，美國通用光電公司（General?Photonics?Corporation）的姚曉天等人公開了一種用于保偏光纖和光學雙折射材料中分布式偏振串擾測量的全光纖測量系統（Measuring?Distributed?Polarization?Crosstalk?in?Polarization?Maintaining?Fiber?and?Optical?Birefringent?Material，US?20110277552），利用在光程相關器之前增加光程延遲器，抑制偏振串擾測量時雜散白光干涉信號的數量和幅度。該方法可以將全光纖測量系統的偏振串擾靈敏度提高到-95dB，但動態范圍保持在75dB。

同年，天津大學張紅霞等人公開了一種光學偏振器件偏振消光比的檢測方法和檢測裝置（中國專利申請號：CN201110052231.3），同樣采用空間干涉光路作為OCDP的核心裝置，通過檢測耦合點的耦合強度，推導出偏振消光比。該裝置適用于保偏光纖、保偏光纖耦合器、偏振器等多種光學偏振器件。其與Herve?Lefevre等人的方案相比，技術性能和指標相近。

2012年，申請人公開了一種光學器件偏振串擾測量的全光纖測試裝置（中國專利申請號：CN?201210379406），此發明采用全光纖測試裝置測量精度高，具有較好溫度和振動穩定性，可用于光學器件偏振性能的高精度測量與分析。同年，申請人公開了一種提高光學器件偏振串擾測量性能的裝置及方法（中國專利申請號：CN?201210379407），此發明可以極大地抑制噪聲幅度，提高偏振串擾測量的靈敏度和動態范圍。