一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高双折射光纤参数测量领域，具体为一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法及测量装置。现有的拍长测量方法，计算结果依赖的测量参量均较多，导致计算结果误差较大。为解决上述问题，本发明专利技术提供一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法及测量装置。测量方法步骤如下：A.测量待测高双折射光纤的长度L；B.搭建以高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪；C.获得干涉光谱，采集相邻两个极值的波长，计算出极值波长所对应的干涉级数N；D.根据拍长计算公式计算出不同极值波长下的拍长。本发明专利技术所述的测量方法，依赖参量少，测量误差小，测量精度高。本发明专利技术提供的测量装置，结构简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高双折射光纤参数测量领域，具体为一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法及测量装置。
技术介绍
拍长是表征高双折射光纤特性的一个重要参量，需精确测量。传统的高双折射光纤拍长测量方法有瑞利散射法、动态加压法、磁光调制法、白光干涉法和干涉光谱法等。其中，干涉光谱法是将宽谱光源耦合进高双折射光纤中，通过光谱仪获得高双折射光纤正交偏振模之间的干涉信号，依据光谱中相邻两个极值波长、两极值间的波长间隔和高双折射光纤长度实现光纤拍长的测量。中国专利公开号101592551的专利技术专利“一种基于SAGNAC干涉仪的保偏光纤拍长测试方法及测试装置”和中国专利公开号101710023A的专利技术专利“一种保偏光纤拍长的测试方法及装置”都是典型的干涉光谱法案例。公开号为101592551的专利技术专利中，拍长计算方法为：测量被测光纤的长度记为L，根据干涉光谱获取相邻极值(13,14)的波长λk和λk-1,计算出极值间的波长间隔Δλ＝λk-1-λk和平均波长依据拍长计算公式计算出拍长。此专利中，L、λk和λk-1的测量误差都会影响到测量结果，虽然此专利中采用了误差分析方法选择最优化的光纤长度，但只能在一定程度上减小测量误差所带来的影响，并不能消除测量参量中的误差。公开号101710023A的专利技术专利中，拍长计算方法为：测量被测光纤的长度记为L，采集到至少一个周期的干涉谱数据，通过计算机软件对采集的数据进行仿真，理论上光谱的表达式为根据拟合结果计算出双折射β，利用拍长计算公式计算出拍长，然后通过多次测量后求平均，得到最终的拍长结果。此专利中从表面上看拍长计算误差来源于数据拟合结果和双折射的计算，事实上依然来源于光谱读数和光纤长度测量的误差，拟合和平均处理只能在一定程度上减小测量误差所带来的影响，并不能消除测量参量中的误差。上述两种计算方法中，拍长计算结果依赖的测量参量均较多，每一个参量都存在一定的测量误差，导致计算结果误差较大，测量精确度低。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种计算依赖参量少，测量结果误差小、测量精确度高的基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法。为实现以上技术目的,本专利技术的技术方案是：一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法，步骤如下：A.测量待测高双折射光纤的长度L；B.搭建以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪；C.获得干涉光谱，采集相邻两个极值的波长，计算出极值波长所对应的干涉级数N；D.根据拍长计算公式计算出不同极值波长下的拍长。从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：1.根据干涉光谱中极值波长对应的干涉级数计算高双折射光纤拍长，依赖的测量参量只有干涉级数N和待测高双折射光纤长度L，依赖参量少，测量准确度影响因素少。2.利用极值波长所对应相位为π的整数倍这一基本特性，消除了干涉级数计算中干涉极值波长测量误差所带来的影响，使得拍长计算结果的误差仅来源于待测高双折射光纤的长度测量误差，提高了拍长测量的精度。为实现以上测量方法，本专利技术提供一种高双折射光纤拍长测量装置，包括光源、以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪、光谱仪和用于测量待测高双折射光纤长度的测量装置，所述干涉仪的输入端与光源相连，输出端与光谱仪相连。从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：利用待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差，干涉结构简单，易于实现。作为优选，所述干涉仪为Sagnac环结构，所述Sagnac环结构包括待测高双折射光纤、耦合器、第一单模光纤和第二单模光纤，所述耦合器的端口A与光源相连，端口B与光谱仪相连，所述待测高双折射光纤的两端分别通过第一单模光纤和第二单模光纤与耦合器的端口C和端口D相连；干涉结构构造简单、所需元器件少、制作容易，成本低。作为优选，所述光源为输出功率为5mW，光谱为1500nm-1600nm的SLD。作为优选，所述待测高双折射光纤为熊猫型光纤。作为优选，所述耦合器为3dB耦合器。作为优选，所述干涉仪为偏振干涉结构，所述偏振干涉结构包括待测高双折射光纤、起偏器、第一保偏光纤、第二保偏光纤和检偏器，所述起偏器的输入端与光源相连，所述检偏器的输出端与光谱仪相连，所述待测高双折射光纤的两端分别通过第一保偏光纤和第二保偏光纤与起偏器的输出端和检偏器的输入端相连，所述待测高双折射光纤与第一保偏光纤和第二保偏光纤的连接方式均为以光轴相交45°熔接；干涉结构光路性能稳定、偏振干涉特性不受外界影响、干涉特性好。作为优选，所述光源为输出功率为5mW，光谱为1500nm-1600nm的SLD。作为优选，所述待测高双折射光纤为熊猫型光纤。附图说明图1是本专利技术实施例1结构示意图；图2是本专利技术实施例2结构示意图；图3是模拟的透射光谱图；图4是实施例1实际测量得到的透射光谱图；图5是实施例1得到的拍长与波长之间的关系图；附图标记：1.光源，2.干涉仪，3.光谱仪，4.待测高双折射光纤，5.耦合器，6.第一单模光纤，7.第二单模光纤，8.起偏器，9.第一保偏光纤，10.第二保偏光纤，11.检偏器。具体实施方式结合图1，详细说明本专利技术的一个具体实施例，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。如图1所示，一种高双折射光纤拍长测量装置，包括光源1、以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪2、光谱仪3和用于测量待测高双折射光纤4长度的测量装置，干涉仪2的输入端与光源1相连，输出端与光谱仪3相连。其中干涉仪2采用Sagnac环结构，Sagnac环结构包括待测高双折射光纤4、耦合器5、第一单模光纤6和第二单模光纤7，耦合器5的端口A与光源1相连，端口B与光谱仪3相连，待测高双折射光纤4的两端分别通过第一单模光纤6和第二单模光纤7与耦合器5的端口C和端口D相连。工作时，光源1经光纤接入耦合器5的端口A，耦合器5将光分为顺时针方向和逆时针方向的两束光，分别经过待测高双折射光纤4后在耦合器5中相遇并干涉，干涉光谱信号经耦合器的端口B输出并传输到光谱仪3。结合图2，详细说明本专利技术的一个具体实施例，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。如图2所示，一种高双折射光纤拍长测量装置，包括光源1、以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪2、光谱仪3和用于测量待测高双折射光纤4长度的测量装置，干涉仪2的输入端与光源1相连，输出端与光谱仪3相连。其中，干涉仪2为偏振干涉结构，所述偏振干涉结构包括待测高双折射光纤4、起偏器8、第一保偏光纤9、第二保偏光纤10和检偏器11，所述起偏器8的输入端与光源1相连，所述检偏器11的输出端与光谱仪3相连，所述待测高双折射光纤4的两端分别通过第一保偏光纤9和第二保偏光纤10与起偏器8的输出端和检偏器11的输入端相连，所述待测高双折射光纤4与第一保偏光纤9和第二保偏光纤10的连接方式均为以光轴相交45°熔接。工作时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法，步骤如下：A.测量待测高双折射光纤的长度L；B.搭建以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪；C.获得干涉光谱，采集相邻两个极值的波长，计算出极值波长所对应的干涉级数N；D.根据拍长计算公式计算出不同极值波长下的拍长。

【技术特征摘要】
1.一种基于干涉级数的高双折射光纤拍长测量方法，步骤如下：
A.测量待测高双折射光纤的长度L；
B.搭建以待测高双折射光纤快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干涉仪；
C.获得干涉光谱，采集相邻两个极值的波长，计算出极值波长所对应的干涉
级数N；
D.根据拍长计算公式计算出不同极值波长下的拍长。
2.一种基于如权利要求1所述方法的高双折射光纤拍长测量装置，其特征在于：
包括光源(1)、以待测高双折射光纤(4)快轴和慢轴构成干涉光路相位差的干
涉仪(2)、光谱仪(3)和用于测量待测高双折射光纤(4)长度的测量装置，
所述干涉仪(2)的输入端与光源(1)相连，输出端与光谱仪(3)相连。
3.如权利要求2所述的高双折射光纤拍长测量装置，其特征在于：所述干涉仪(2)
为Sagnac环结构，所述Sagnac环结构包括待测高双折射光纤(4)、耦合器(5)、
第一单模光纤(6)和第二单模光纤(7)，所述耦合器(5)的端口A与光源(1)
相连，端口B与光谱仪(3)相连，所述待测高双折射光纤(4)的两端分别通过
第一单模光纤(6)和第二单模光纤(7)与耦合器(5)的端口C和端口D相连。
4.如权利要求3所述的高双折射光纤拍长测量装置，其特征在于：所述光源(1)
为输出功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，俞本立，曹志刚，汪辉，甄胜来，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34