[發明專利]基于分布式偏振串音的光纖敏感環光學性能測試方法

有效

• 申請號: 202110587498.6
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113405566B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 喻張俊;劉璐;楊軍;徐鵬柏;溫坤華;王云才;秦玉文
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/72
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供了一種基于分布式偏振串音的光纖敏感環光學性能測試方法，屬于光纖陀螺器件性能測試領域。其特征是對測量的隨光纖長度分布的光纖敏感環空域偏振串音進行傅里葉變換，從得到的隨空間頻率分布的頻域偏振串音中提取頻域換層特征與頻域換匝特征；依據測量得到的光纖敏感環幾何尺寸，如：內徑、外徑和光纖長度等，設計通帶截止頻率均介于換層頻率和換匝頻率之間的低通濾波器和高通濾波器，并作用于空域偏振串音，獲得空域串音本底與換層綜合特征以及空域換匝特征；變換環境溫度條件，進行多次重復測量，得到光纖敏感環光學特性的溫變特性。該方法可提取光纖敏感環的多種光學性能的特征參量，可廣泛用于光纖敏感環性能評價和繞制工藝的評估。

技術領域

本發明涉及光纖陀螺器件性能測試技術領域，更具體地，涉及一種基于分布式偏振串音的光纖敏感環光學性能測試方法。

背景技術

光纖陀螺敏感環是高精度光纖陀螺中核心部件之一，一般由一個環狀的支撐骨架、外部纏繞的光纖和固化用的涂膠三部分組成，其中，光纖陀螺敏感環的支撐骨架、光纖環的尺寸參數、光纖參數、固膠參數、繞環方法、所處溫度等都對光纖陀螺敏感環的性能產生一定的影響。而且繞制方案的不同會導致光纖陀螺敏感環的整體性能存在差異。目前光纖陀螺敏感環的繞制方案主要包括：四極繞法、改進四極繞法、八極繞法、十六極繞法等。其中，對稱的四極繞法是目前最普遍采用的繞制方案。公開號為CN104251698A，公開日：2014-12-31，提出的一種可減小光纖陀螺溫度漂移的傳感環圈制備方法，該方法通過在兩層階梯狀的環圈骨架上安裝繞線工裝，根據四極對稱纏繞法纏繞光纖，彌補現有技術方法的不足，提高傳感環圈的性能。

為得到光纖陀螺敏感環的繞制質量和缺陷，需要對光纖陀螺敏感環進行檢測。傳統的光纖陀螺敏感環檢測方法是憑借消光比或者光時域反射技術來對光纖陀螺敏感環的性能進行評估，但該方法不能完全和精確地反映光纖陀螺敏感環的繞環質量和缺陷，因此也無法對提高光纖環質量提出準確的建議，具有局限性。

對光纖陀螺敏感環的分布式偏振串音進行分析，可以用來衡量光纖陀螺敏感環的繞制質量和查找光纖陀螺敏感環缺陷。目前分布式偏振串音分析方法主要包括：閾值法、積分法等。其中，閾值法是通過設置閾值，將分布式偏振串音分為兩部分進行分析；積分法是通過對分布式偏振串音進行積分后，再進行相應的計算分析。

公開號為CN102494877A，公開日：2012-06-13，提出的一種白光干涉法偏振器件消光比測試數據解調方法，該方法可以用于光纖陀螺敏感環這一偏振器件的測量。該方法利用分布式偏振串音得到消光比，設計閾值將分布式偏振串音分成兩部分計算得到消光比，使消光比測量更準確，但是該方法對閾值選取要求甚高，閾值選取不好會使結果出現一些偏差。

公開號為CN111964873A，公開日：2020-11-20，提出的一種用于保偏光纖的高精度分布式消光比測量方法，可以用于測量由保偏光纖纏繞得到的光纖陀螺敏感環。該方法是利用積分方式計算得到分布式消光比，可以很好地理解測量原理，但是算法復雜，計算時間過長。上述方法只能簡單地對分布式偏振串音進行分析，得到整體的結果，無法得到光纖陀螺敏感缺陷的完整信息，也沒辦法對光纖陀螺敏感的局部缺陷進行查找。

發明內容

本發明的目的在于精確分析光纖敏感環的分布式偏振串音，分析結果可以得到光纖敏感環的光學性能及其溫變特性，為繞環工藝的改進提供幫助，提高光纖敏感環的性能。

基于分布式偏振串音的光纖敏感環光學性能測試方法，所述方法包括以下環節：

數據預處理環節S1：處理參數數據，測量分布式偏振串音；

頻域分析環節S2：對分布式偏振串音進行頻域分析，提取光纖敏感環211的頻域特征；

空域分析環節S3：對分布式偏振串音進行空域分析，提取光纖敏感環211的空域特征；