[發明專利]保偏光纖的軸向應變-雙折射系數的測量系統及測量和計算方法

有效

• 申請號: 201610976260.1
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106568580B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 馮亭;丁東亮;姚曉天
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01M11/00;G01B11/16
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種保偏光纖的軸向應變-雙折射系數的測量系統，其特征在于，包括：

分布式偏振串擾分析系統、輸出保偏光纖、待測保偏光纖、輸入保偏光纖、第一光纖應力調節架、第二光纖應力調節架、帶指針的第一讀數顯微鏡、帶指針的第二讀數顯微鏡；

所述分布式偏振串擾分析系統的輸出端口與所述輸出保偏光纖的第一端連接；所述輸入保偏光纖的第二端與所述分布式偏振串擾分析系統的輸入端口連接；

所述待測保偏光纖與所述輸出保偏光纖的連接處設置有第一應變量測量監測點；所述待測保偏光纖與所述輸入保偏光纖的連接處設置有第二應變量測量監測點；所述待測保偏光纖與所述輸出保偏光纖的連接處設置有第一應變量測量監測點具體為：所述待測保偏光纖與所述輸出保偏光纖使用保偏光纖熔接機進行熔接連接后，使用光纖涂覆機進行重涂覆，生成的新涂覆層的左側邊界作為第一應變量測量監測點；

所述待測保偏光纖與所述輸入保偏光纖的連接處設置有第二應變量測量監測點具體為：所述待測保偏光纖與所述輸入保偏光纖使用保偏光纖熔接機進行熔接連接后，使用光纖涂覆機進行重涂覆，生成的新涂覆層的左側邊界作為第二應變量測量監測點；

所述輸出保偏光纖的第二端與所述待測保偏光纖的第一端連接，且在所述輸出保偏光纖與所述待測保偏光纖的連接處引入第一預設串擾峰；具體為：所述輸出保偏光纖通過與所述待測保偏光纖熔接連接后引入第一預設串擾峰；

所述待測保偏光纖的第二端與所述輸入保偏光纖的第一端連接，且在所述待測保偏光纖與所述輸入保偏光纖的連接處引入第二預設串擾峰；具體為：所述待測保偏光纖通過與所述輸入保偏光纖熔接連接后引入第二預設串擾峰；

所述第一光纖應力調節架和所述第二光纖應力調節架分別設置在所述待測保偏光纖的兩側，用于對所述待測保偏光纖進行軸向拉伸；

所述帶指針的第一讀數顯微鏡的指針指向所述第一應變量測量監測點，用于讀取所述第一應變量測量監測點的軸向位移變化量；

所述帶指針的第二讀數顯微鏡的指針指向所述第二應變量測量監測點，用于讀取所述第二應變量測量監測點的軸向位移變化量；

所述分布式偏振串擾分析系統，用于測量得到所述待測保偏光纖上的第一預設串擾峰和第二預設串擾峰之間的初始延遲距離差ΔZ₀；

所述分布式偏振串擾分析系統還用于，測量所述第一預設串擾峰和所述第二預設串擾峰之間的延遲距離差ΔZ。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述分布式偏振串擾分析系統的輸出端口與所述輸出保偏光纖的第一端連接具體為：所述分布式偏振串擾分析系統的輸出端口與所述輸出保偏光纖的第一端通過光纖連接器連接；

所述輸入保偏光纖的第二端與所述分布式偏振串擾分析系統的輸入端口連接具體為：所述輸入保偏光纖的第二端與所述分布式偏振串擾分析系統的輸入端口通過光纖連接器連接。

3.一種保偏光纖的軸向應變-雙折射系數的測量及計算方法，應用于權利要求1-2任一權利要求所述的保偏光纖的軸向應變-雙折射系數的測量系統，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，計算得到待測保偏光纖的原始雙折射Δn₀；具體的包括如下步驟，

步驟11，根據所述待測保偏光纖上的第一應變量測量監測點和第二應變量測量監測點，測量待測保偏光纖的初始長度Z₀；

步驟12，利用分布式偏振串擾分析系統，測量得到所述待測保偏光纖上的第一預設串擾峰和第二預設串擾峰之間的初始延遲距離差ΔZ₀；

步驟13，根據所述初始延遲距離差ΔZ₀以及所述初始長度Z₀，計算得到所述待測保偏光纖的原始雙折射Δn₀；

步驟2，利用第一光纖應力調節架和第二光纖應力調節架，對所述待測保偏光纖進行至少兩次軸向拉伸，從而得到至少兩組所述待測保偏光纖軸向應變后的雙折射Δn和對應的軸向應變量Δε的數據；

步驟3，依據至少兩組所述待測保偏光纖的雙折射Δn和對應的軸向應變量Δε的數據以及所述待測保偏光纖的原始雙折射Δn₀，生成雙折射變化量δ_Δn與軸向應變量Δε之間的關系曲線圖，并對所述關系曲線圖進行最小二乘法直線擬合，生成擬合直線方程；

步驟4，依據所述擬合直線方程，得到所述待測保偏光纖的軸向應變-雙折射系數γ。