[發明專利]一種基于多功能光開關的保偏光纖環偏振串擾雙向測量裝置及方法有效
| 申請號： | 202010919234.1 | 申請日： | 2020-09-04 |
| 公開（公告）號： | CN112082736B | 公開（公告）日： | 2022-07-15 |
| 發明（設計）人： | 楊軍;張浩亮;黨凡陽;朱云龍;林蹉富;張翔;苑勇貴;苑立波 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工程大學 |
| 主分類號： | G01M11/00 | 分類號： | G01M11/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 多功能 開關 偏光 偏振 雙向 測量 裝置 方法 | ||
1.一種基于多功能光開關的保偏光纖環偏振串擾雙向測量裝置，其特征在于：包括寬譜光源模塊(1)、雙向測量切換模塊(2)、待測保偏光纖環(3)、偏振串擾檢測模塊(4)，由寬譜光源模塊(1)發出的低偏光信號經過雙向測量切換模塊(2)進入待測保偏光纖環(3)，通過對雙向測量切換模塊(2)施加電信號控制，使得光信號分別以正向和反向輸入到待測保偏光纖環(3)中，由待測保偏光纖環(3)輸出的光信號再次經過雙向測量切換模塊(2)后進入偏振串擾檢測模塊(4)中，通過檢測白光干涉信號獲得偏振串擾測量數據；雙向測量切換模塊(2)由多功能2×2光開關(20)、第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)、電信號控制線(23)組成；多功能2×2光開關(20)由輸入單模光纖(201)、輸入單模光纖準直鏡(202)、輸出單模光纖(211)、輸出單模光纖準直鏡(210)、第一保偏光纖(206)、第一保偏光纖準直鏡(205)、第二保偏光纖(207)、第二保偏光纖準直鏡(208)、0°光學起偏器(203)、45°光學檢偏器(209)、可控旋轉棱鏡(204)組成；多功能2×2光開關(20)中輸入單模光纖(201)與輸入單模光纖準直鏡(202)連接，輸出單模光纖(211)與輸出單模光纖準直鏡(210)連接，第一保偏光纖(206)與第一保偏光纖準直鏡(205)以正交軸相互對準的方式連接，第二保偏光纖(207)與第二保偏光纖準直鏡(208)以正交軸相互對準的方式連接，0°光學起偏器(203)的工作軸與第一保偏光纖準直鏡(205)的慢軸對準，45°光學檢偏器(209)的工作軸與第二保偏光纖準直鏡(208)的慢軸以45°的角度對準；輸入單模光纖(201)的另一端通過第一連接器(L1)與寬譜光源模塊(1)連接，輸出單模光纖(211)的另一端通過第二連接器(L2)與偏振串擾檢測模塊(4)連接，第一保偏光纖(206)的另一端與第一延長保偏光纖(21)連接并形成第一熔接點(F1)，第二保偏光纖(207)的另一端與第二延長保偏光纖(22)連接并形成第二熔接點(F2)，第一熔接點(F1)、第二熔接點(F2)的熔接對軸角度均為0°。
2.根據權利要求1所述的一種基于多功能光開關的保偏光纖環偏振串擾雙向測量裝置，其特征在于：第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)分別與待測保偏光纖環(3)的兩個自由端口連接，并分別形成第三熔接點(F3)、第四熔接點(F4)；第三熔接點(F3)、第四熔接點(F4)的熔接對軸角度均為0°，由于第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)在熔接過程中需要進行切割，其光纖長度會逐漸變短，為了延長雙向測量切換模塊(2)的使用壽命，要求第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)的初始長度至少為20m，當第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)的光纖長度不足5m時，則重新替換20m長度的新延長保偏光纖。
3.一種基于多功能光開關的保偏光纖環偏振串擾雙向測量方法，其特征在于：包括權利要求1或2所述的測量裝置，具體如下：
步驟一：確定第一保偏光纖(206)、第二保偏光纖(207)、第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)的光纖長度，分別表示為lf-1、lf-2、lexf-1、lexf-2；
步驟二：計算第一保偏光纖(206)、第二保偏光纖(207)、第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)的光纖長度所對應的空間光程差，分別表示為Sf-1、Sf-2、Sexf-1、Sexf-2，若保偏光纖的雙折射為Δn，則空間光程差的計算方法為：Sf-1＝lf-1×Δn，Sf-2＝lf-2×Δn，Sexf-1＝lexf-1×Δn，Sexf-2＝lexf-2×Δn；
步驟三：將待測保偏光纖環(3)的兩個自由端口分別與第一延長保偏光纖(21)、第二延長保偏光纖(22)熔接，并設定熔接時的光纖對軸角度為0°；
步驟四：在雙向測量切換模塊(2)未通電時，進行一次測量，獲得待測保偏光纖環(3)的正向偏振串擾測量結果，光纖環測量信息的起始位置距離測量圖譜起點的空間光程差為Sf-2+Sexf-2，光纖環測量信息的結尾位置距離測量圖譜終點的空間光程差為Sf-1+Sexf-1；
步驟五：將雙向測量切換模塊(2)通電，實現測量方向的切換，再進行一次測量，獲得待測保偏光纖環(3)的反向偏振串擾測量結果，光纖環測量信息的起始位置距離測量圖譜起點的空間光程差為Sf-1+Sexf-1，光纖環測量信息的結尾位置距離測量圖譜終點的空間光程差為S f-2+Sexf-2；
步驟六：將正向、反向的偏振串擾測量結果進行對比和分析，用于評價待測保偏光纖環(3)的繞環互易性和繞環對稱性的參數。
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