【技术实现步骤摘要】
空芯保偏光子晶体光纤Verdet常数测量装置及方法
本专利技术属于光纤应用
,具体涉及一种基于耦合次波干涉的空芯保偏光子晶体光纤维尔德常数(Verdet常数)的测量装置及方法。
技术介绍
光纤陀螺作为发展极为迅速的一种新型惯性角速度传感器,以其特有的技术和性能优势,如全固态结构、可靠性高、寿命长;启动速度快,响应时间短;测量范围大,动态范围宽;抗冲击、振动,耐化学腐蚀;体积小、重量轻、成本低;适合大批量生产等,已经广泛用于各领域。国际上通用的光纤陀螺形式为利用一套光路实现SAGNAC干涉仪,通过分别按照顺时针(CW)、逆时针(CCW)传播的两束主波列之间的干涉来解算载体转动导致的SAGNAC相移。这种干涉仪虽然结构简单,但是随着光纤陀螺应用领域的不断扩展,其体积、重量与精度之间的矛盾日益突出,以现有的技术,在维持一定尺寸及体积的前提下,进一步提高光纤陀螺的精度已经很难。然而空芯保偏光子晶体光纤双折射高,可以提高光纤陀螺的精度。保偏光子晶体通常由单一材料的结构不对称形成几何双折射,对温度的敏感性比传统光纤低约2个数量级,可以提高陀螺的温度性能。空芯保偏光子晶体光纤弯曲损耗低,易于实现陀螺小型化。传统光纤在弯曲半径较小时易发生泄露,限制了光纤陀螺的小型化。而保偏光子晶体弯曲损耗比传统光纤小得多,有助于光纤环小型化。因而采用空芯保偏光子晶体光纤对于光纤陀螺性能的提升非常重要。空芯保偏光子晶体光纤拥有着较好的保偏能力,对外界环境变化产生的干扰有较好的抑制,如温度、磁场等。因此在光纤通讯及传感领域有着非常广泛的应用。虽然空芯保偏光子晶体光纤的磁敏感性很弱,但当 ...
【技术保护点】
一种空芯保偏光子晶体光纤Verdet常数测量装置,包括光源、Y波导A、空芯保偏光子晶体光纤、电磁铁、Y波导B、探测器、信号发生器、一维电控位移台和锁相放大器;光源发出的光经过Y波导A后变成线偏光进入空芯保偏光子晶体光纤,耦合点A是Y波导A的芯片与尾纤的耦合点,设耦合角度为θ1,光在耦合点A处产生的耦合次波为W1,空芯保偏光子晶体光纤与Y波导A的尾纤以一定的对轴角度θ2进行熔接,形成熔接点B,产生的耦合次波为W2,进入空芯保偏光子晶体光纤的光在经过电磁铁的时候,发生偏振交叉耦合,产生的耦合次波为Wm,光在经过Y波导B后到达探测器,空芯保偏光子晶体光纤与Y波导B的尾纤以90°的对轴角度进行熔接,形成了熔接点C,产生的耦合次波为W3,Y波导A的芯片与尾纤的耦合点为耦合点D,设耦合角度为θ4,产生的耦合次波为W4,最后到达探测器的耦合次波为W1,W2,Wm,W3和W4,信号发生器对电磁铁的磁场进行调制,探测器探测到的被调制的信号和信号发生器的调制信号都传输到锁相放大器,一维电控位移台拖动空芯保偏光子晶体光纤做精密位移,同时锁相放大器记录变化的解调制。
【技术特征摘要】
1.一种空芯保偏光子晶体光纤Verdet常数测量装置,包括光源、Y波导A、空芯保偏光子晶体光纤、电磁铁、Y波导B、探测器、信号发生器、一维电控位移台和锁相放大器;光源发出的光经过Y波导A后变成线偏光进入空芯保偏光子晶体光纤,耦合点A是Y波导A的芯片与尾纤的耦合点,设耦合角度为θ1,光在耦合点A处产生的耦合次波为W1,空芯保偏光子晶体光纤与Y波导A的尾纤以一定的对轴角度θ2进行熔接,形成熔接点B,产生的耦合次波为W2,进入空芯保偏光子晶体光纤的光在经过电磁铁的时候,发生偏振交叉耦合,产生的耦合次波为Wm,光在经过Y波导B后到达探测器,空芯保偏光子晶体光纤与Y波导B的尾纤以90°的对轴角度进行熔接,形成了熔接点C,产生的耦合次波为W3,Y波导A的芯片与尾纤的耦合点为耦合点D,设耦合角度为θ4,产生的耦合次波为W4,最后到达探测器的耦合次波为W1,W2,Wm,W3和W4,信号发生器对电磁铁的磁场进行调制,探测器探测到的被调制的信号和信号发生器的调制信号都传输到锁相放大器,一维电控位移台拖动空芯保偏光子晶体光纤做精密位移,同时锁相放大器记录变化的解调制。2.根据权利要求1所述的一种基于耦合次波干涉的空芯保偏光子晶体光纤Verdet常数测量装置,所述的光源采用大功率ASE光源。3.一种空芯保偏光子晶体光纤Verdet常数测量方法,具体包括以下步骤:步骤一、熔接待测光纤;首先将空芯保偏光子晶体光纤以对轴角度θ2熔接到Y波导A上,空芯保偏光子晶体光纤以90°的对轴角度熔接到Y波导B上;步骤二、施加调制磁场;在熔接点B处施加调制磁场,设光源的光强为P0,从光源到熔接点B位置的损耗为α1,从熔接点B到探测器位置的损耗为α2,P1,P2,Pm,P3和P4分别为W1,W2,Wm,W3和W4对应的耦合次波的强度,熔接点B产生的耦合次波W2对应的强度P2为:P2=(P0/α1α2)×cos2θ1×sin2θ2(1)由磁场导致的耦合次波Wm对应的强度Pm为:
【专利技术属性】
技术研发人员:徐小斌,王晓阳,蔡伟,吴春晓,宋凝芳,金靖,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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