The invention discloses a single-mode fiber birefringence measuring device and a method, belonging to the optical fiber sensing technology, and relating to a single-mode fiber birefringence measuring method. The purpose is to realize the birefringence measurement of single-mode optical fiber. Optical signal input optical signal through the optical isolator of the present invention of the pump light through the optical fiber transmission to wavelength division multiplexing, WDM optical signal output end of the optical fiber grating is connected, the other end is connected with one end of the erbium-doped fiber grating and optical fiber, the other end is connected with a signal end of the optical fiber coupler the erbium-doped fiber, the two signal end of the other two signal optical fiber coupler is respectively connected with the structure of the optical fiber ring, surface wave division multiplexer output sensor signal output signal to the laser detector, signal acquisition module which is connected with the output end of the spectrum data processing module signal input end. The invention is used for measuring birefringence changes of single-mode fibers.
【技术实现步骤摘要】
一种单模光纤双折射测量的装置及方法
本专利技术属于光纤传感技术,具体涉及一种单模光纤双折射测量的方法。
技术介绍
光纤双折射是光纤的一个重要特性参数,它决定光纤的一些偏振特性,如偏振模色散、偏振态控制以及非线性偏振旋转等效应,从而影响光纤器件以及光纤通信的性能,因此对光纤双折射效应的研究和测量在光纤通信、光纤传感以及光器件制作等领域具有重要的意义。人们已经提出多种测量光纤双折射的方法,例如基于干涉技术来测量光纤模式双折射,但该类方法需要复杂的信号解调设备;还有基于手动旋转偏振片来测量光纤偏振态的变化,但该方法需要手动操作,测量不方便;此外,还可以直接利用偏振分析仪对光纤双折射进行测量,但偏振分析仪器价格比较昂贵,一般几十万乃至上百万,限制了其广泛应用。因此,亟需专利技术一种结构简单、价格低廉的光纤双折射测量装置和测量方法,对光纤双折射的测量具有重要的意义。光纤激光传感器由于具有极窄的线宽以及很高的信噪比和灵敏度,近年来受到了人们的广泛关注,已经成功用于温度、应变、振动、水声、压力以及加速度等信号的测量。基于拍频解调技术的光纤多纵模激光传感器因其具有稳定的模式特性以及简单的全电子解调方法,是近年来发展起来的一种极具发展前景的光纤传感器。在光纤激光腔中存在多个纵模,考虑到光纤具有本征的双折射效应,则每个纵模对应的两个正交的模式会发生轻微的模式分裂。经过光电转换拍频解调后,环形腔光纤多纵模激光器产生两种拍频信号,一种是由两个具有相同偏振方向不同阶次的纵模形成的纵模拍频信号,另一种是由两个不同偏振方向的纵模形成的偏振模拍频信号,光纤激光腔的模式分布如图2所示。由于 ...
【技术保护点】
一种单模光纤双折射测量的装置,其特征在于,它包括泵浦光源(101)、光隔离器(102)、波分复用器(103)、环形腔光纤激光器、光电探测器(110)、频谱采集模块(111)和数据处理模块(112);环形腔光纤激光器包括光纤光栅(104)、掺铒光纤(105)、光纤耦合器(106)、光纤环形结构(107)、固定平台(108)和可变微位移平台(109);泵浦光源(101)的光信号通过光纤经光隔离器(102)进行反射光消除后经光纤传输至波分复用器(103)的光信号输入端,波分复用器(103)的光信号输出端连接光纤光栅(104)的一端,光栅光纤(104)的另一端连接掺铒光纤(105)的一端,掺铒光纤(105)的另一端连接光纤耦合器(106)的一个信号端,光纤耦合器(106)的另外两个信号端分别连接光纤环形结构(107)的两个信号端,所述光纤环形结构(107)对两端输入的光信号进行反射,经光纤环形结构(107)后的反射光经光纤耦合器(106)通过掺铒光纤(105)放大后发射至光纤光栅(104),光纤光栅(104)对满足自身中心波长的光信号进行反射,经光纤光栅(104)反射后的光信号通过掺铒光纤(1 ...
【技术特征摘要】
1.一种单模光纤双折射测量的装置,其特征在于,它包括泵浦光源(101)、光隔离器(102)、波分复用器(103)、环形腔光纤激光器、光电探测器(110)、频谱采集模块(111)和数据处理模块(112);环形腔光纤激光器包括光纤光栅(104)、掺铒光纤(105)、光纤耦合器(106)、光纤环形结构(107)、固定平台(108)和可变微位移平台(109);泵浦光源(101)的光信号通过光纤经光隔离器(102)进行反射光消除后经光纤传输至波分复用器(103)的光信号输入端,波分复用器(103)的光信号输出端连接光纤光栅(104)的一端,光栅光纤(104)的另一端连接掺铒光纤(105)的一端,掺铒光纤(105)的另一端连接光纤耦合器(106)的一个信号端,光纤耦合器(106)的另外两个信号端分别连接光纤环形结构(107)的两个信号端,所述光纤环形结构(107)对两端输入的光信号进行反射,经光纤环形结构(107)后的反射光经光纤耦合器(106)通过掺铒光纤(105)放大后发射至光纤光栅(104),光纤光栅(104)对满足自身中心波长的光信号进行反射,经光纤光栅(104)反射后的光信号通过掺铒光纤(105)放大后经光纤耦合器(106)发射至光纤环形结构(107),光纤环形结构(107)再次对射入的光信号进行反射,直至环形腔光纤激光器谐振腔内的光信号的增益大于损耗时,环形腔光纤激光器的谐振腔内会产生工作波长等于光纤光栅(104)中心波长的激光信号,光纤光栅(104)输出该激光信号至波分复用器(103),波分复用器(103)的传感信号输出端输出激光信号至光电探测器(110)的光感面,电探测器(110)对激光信号进行采集转换输出电信号至频谱采集模块(111)的信号输入端,频谱采集模块(111)的信号输出端连接数据处理模块(112)的频谱信号输入端;固定平台(108)和可变微位移平台(109)分别固定在掺铒光纤(105)的两端,用于轴向拉伸掺铒光纤(105)。2.一种单模光纤双折射测量方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:步骤一、采用泵浦光源(101)通过光纤向波分复用器(103)发送泵浦光信号,光信号经光纤光栅(104)、掺铒光纤(105)后通过光纤耦合器(106)输入至光纤环形结构(107);步骤二、将固定平台(108)用于固定掺铒光纤(105)的一端,采用可变微位移平台(109)实现对掺铒光纤(105)的轴向拉伸,使掺铒光纤(105)的长度、激光模式的有效折射率和光纤双折射产生变化;获得双折射产生变化的激光信号;步骤三、采用光纤环形结构(107)对通过掺铒光纤(105)后传入的光信号进行反射,反射光信号再经掺铒光纤(105)后入射至光纤光栅(104),光纤光栅(104)对满足自身中心波长的光信号进行反射,经光纤光栅(104)反射后的光信号再次经过掺铒光纤(105)入射至光纤环形结构(107),光纤环形结构(107)再次对入射光进行反射,直至环形腔光纤激光谐振腔内传输的光信号的增益大于损耗时,环形腔光纤激光器产生工作波长等于光纤光栅(104)中心波长激光信号,光纤光栅(104)将该激光信号传输至波分复用器(103);步骤四、波分复用器(103)将工作波长等于光纤光栅(104)中心波长的激光信号传输至光电探测器(110),光电探测器(110)对产生双折射变化的激光信号进行拍频解调,获得产生频率漂移的偏振模和多纵模拍频信号;步骤五、采用频谱采集模块(111)对产生频率漂移的偏振模和多纵模拍频信号进行频谱采集,并经数据处理模块(112)对产生频率漂移的偏振模和多纵模拍频信号进行分析处理,获得偏振模和多纵模拍频信...
【专利技术属性】
技术研发人员:于秀娟,陈雪峰,刘盛春,张金涛,胡蕴薪,
申请(专利权)人:黑龙江大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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