[發明專利]一種可抑制干涉噪聲的光學相干偏振測量裝置

有效

• 申請號: 201410120901.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103900799A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 楊軍;柴俊;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

本發明涉及的是一種光纖測量裝置，具體地說是一種具有光學干涉噪聲抑制功能的光學相干偏振測量裝置。

背景技術

光學相干域偏振測量技術（OCDP）是一種高精度分布式偏振耦合測量技術，它基于寬譜光干涉原理，通過掃描式光學干涉儀進行光程補償，實現不同偏振模式間的干涉，可對偏振串擾的空間位置、偏振耦合信號強度進行高精度的測量與分析，進而獲得光學偏振器件的消光比、拍長等重要參數。OCDP技術作為一種非常有前途的分布式光學偏振性能的檢測方法，被廣泛用于保偏光纖制造、保偏光纖精確對軸、器件消光比測試等領域。與其他如：偏振時域反射技術（POTDR）、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、高空間分辨率（5～10cm）、大測量范圍（測量長度幾公里）、超高測量靈敏度（耦合能量-80～-100dB）、超大動態范圍（10⁸～10¹⁰）等優點，非常有希望發展成為一種高精度、通用測試技術和系統。由于它最為直接和真實地描述了信號光在光纖光路中的傳輸行為，所以特別適合于對光纖器件、組件，以及光纖陀螺等高精度、超高精度干涉型光纖傳感光路進行測試和評估。

20世紀90年代初，法國Herve?Lefevre等人[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?Patent4893931]首次公開了基于白光干涉原理的OCDP系統，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公司根據此專利技術研制了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，后經過改進，靈敏度和動態范圍分別提升到-80dB和80dB。

2011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：201110052231.3），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的測量。與Herve?Lefevre等人的方案相比，技術性能和指標相近。

同年，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（US20110277552，Measuring?Distributed?Polarization?Crosstalk?in?Polarization?Maintaining?Fiber?and?Optical?Birefringent?Material），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。

2012年，本發明的申請人提出了基于全光纖光路的偏振串音測試裝置（中國專利申請號：CN201210379406.6）及其提高光學器件偏振串音測量性能的方法（中國專利申請號：CN201210379407.0），采用全光纖光路和抑制拍噪聲的技術方案，極大地抑制噪聲幅度，使偏振串音測量的靈敏度提高到-95dB以上，同時動態范圍能夠相應保持在95dB，而且減小了測試系統的體積，增加了測量穩定性。