保偏光纤延时环测试系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种保偏光纤延时环测试系统中，偏振光生成元件发出两束偏振方向垂直的线偏振光，经过敏感元件和待测保偏光纤延时环往返传输之后由探测器探测到干涉光强，因为敏感元件在通电导体电流的作用下对两束偏振光作用，会使返回的两束偏振光之间的相位差与通电导体中的电流有关，而待测保偏光纤延时环当前所处的环境也会引入误差影响两束光的相位差，因此探测器探测到的干涉光强转换为电流值之后，一部分是通电导体中的电流影响，一部分是待测保偏光纤延时环所述环境引入误差引入的影响，所以根据这两个电流值即可得到与待测保偏光纤延时环所处环境对应的测量误差。

Polarization maintaining fiber delay ring test system

The embodiment of the utility model provides a polarization maintaining fiber delay loop test system, polarized light generating element sent two beams perpendicular to the polarization direction of the polarized light, the sensitive element and after polarization maintaining fiber delay measured by ring round-trip transmission detector detects the interference intensity, because sensitive element in electrified conductor current under the action of the two effect of polarized light phase between two polarized, will make the return of the differential current in electrified conductor and related to polarization preserving fiber delay loop current environment will also introduce error phase of two light beams, due to interference light intensity detected by the detector converts the current value, is part of the current effect in electrified conductor, one part is tested the environment into the errors of polarization maintaining fiber delay loop, so according to the two current value can be obtained and the Measuring errors corresponding to the environment at which polarization maintaining fiber delay rings are measured.

【技术实现步骤摘要】
保偏光纤延时环测试系统
本技术涉及光电子器件
，具体涉及一种保偏光纤延时环测试系统。
技术介绍
保偏光纤延时环是FOCT(FiberOpticCurrentTransformer,光纤电流互感器)的核心部件，是一种为满足信号处理的需求而增加光路光程、延长光波传播时间的光纤器件，它的缠绕质量直接影响FOCT的精度。FOCT是基于法拉第磁光效应和安培环路定律，通过光纤敏感环检测被测导体内电流的大小，具体为：当被测导体中有电流通过时，在光纤敏感环中传输的左旋和右旋圆偏振光的相速度分别向相反的方向改变，从而产生正比于电流大小的相位差(即法拉第相移)，此时的光路特性称之为具有非互易性。这个相位差可以通过干涉法来测量，并由光电探测器将干涉光信号转变为电压信号输出。根据对电压信号的分析，即可得出被测导体中电流的大小。保偏光纤延时环对FOCT精度的影响来源于其在光路中引入的非互易性相位差，该相位差令干涉光信号发生改变，且无法与法拉第相移区分，因而引入测量误差。因此需要对保偏光纤延时环进行测试。传统的保偏光纤延时环检测方法，例如通过消光比、插入损耗来评判保偏光纤延时环的优劣，单纯采用理论分析，不能完全和精准的反映出保偏光纤延时环的缠绕质量，而应力分布测试和偏振耦合分布测试的方法成本过高、操作复杂，且测试结果不能直接用于衡量其在FOCT中的系统性能，从而不能为FOCT中保偏光纤延时环的筛选提供直接有效的技术参考指标。
技术实现思路
本技术实施例提供一种保偏光纤延时环测试系统，检验保偏光纤延时环在外部环境激励下的性能参数、并能够以FOCT测量误差的形式进行等效表达，从而为FOCT中保偏光纤延时环的筛选提供直接有效的技术参考指标。本技术实施例提供一种保偏光纤延时环测试系统，包括：敏感元件，包括光纤环以及分别设置于所述光纤环两端的光纤波片和反射镜，其中所述光纤环内有通电导体穿过；偏振光生成元件，发出两束偏振方向垂直的线偏振光，两束线偏振光经待测保偏光纤延时环、所述光纤波片、所述光纤环传输，由所述反射镜反射后返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理单元，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；上位机，根据所述通电导体中的基准电流值以及所述测量电流值得到所述待测保偏光纤延时环在所处环境下引入的测量误差。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器和起偏器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端，以产生线偏振光；所述起偏器的输出端与所述待测保偏光纤延时环采用45度对轴角进行熔接，所述线偏振光分解为两束线偏振光后传输至所述待测保偏光纤延时环，两束线偏振光分别沿所述待测保偏光纤延时环的快轴和慢轴传播。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、起偏器和直波导调制器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端，以产生线偏振光；所述起偏器的输出端与所述直波导调制器采用45度对轴角进行熔接，所述线偏振光分解为两束正交的线偏振光后传输至所述直波导调制器；所述直波导调制器的输出端与所述待测保偏光纤延时环熔接，将两束偏振光传输至所述待测保偏光纤延时环，两束线偏振光分别沿所述待测保偏光纤延时环的快轴和慢轴传播。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述信号处理单元包括：调制信号输出模块，输出调制信号至所述直波导调制器。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、Y波导调制器和偏振合束器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述Y波导调制器的调制输入端，以产生线偏振光，经所述Y波导调制器的两个输出端输出；所述Y波导调制器的第一端输出端与所述偏振合束器的一个输入端采用90度对轴角进行熔接，所述Y波导调制器的第二输出端与所述偏振合束器的另一个输入端采用0度对轴角进行熔接，以使进入所述偏振合束器的为两束正交的偏振光；所述偏振合束器的输出端与所述待测保偏光纤延时环熔接，将两束正交的偏振光传输至所述待测保偏光纤延时环，两束正交的偏振光分别沿所述待测保偏光纤延时环的快轴和慢轴传播。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述信号处理单元包括：调制信号输出模块，输出调制信号至所述Y波导调制器。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，还包括：环境发生器，所述待测保偏光纤延时环置于所述环境发生器内部，所述环境发生器响应上位机的控制信号模拟所述待测保偏光纤延时环所处环境。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，所述环境发生器模拟的所述待测保偏光纤延时环所处环境包括：温度、湿度、振动、冲击和辐照中的至少一种。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，还包括：电流发生器，输出预设电流至所述通电导体；基准互感器，检测所述电流发生器输出预设电流的电流值，作为所述通电导体中的基准电流值。可选地，上述的保偏光纤延时环测试系统中，还包括：误差计算单元，获取所述基准互感器检测的通电导体中的基准电流值以及所述信号处理单元解析得到的所述待测保偏光纤延时环所处环境对应的电流值得到所述测量误差；所述误差计算单元发送所述测量误差至所述上位机。本技术实施例所述的保偏光纤延时环测试系统中，偏振光生成元件发出两束偏振方向垂直的线偏振光，经过敏感元件和待测保偏光纤延时环往返传输之后由探测器探测到干涉光强，因为敏感元件在通电导体电流的作用下对两束偏振光作用，会使返回的两束偏振光之间的相位差与通电导体中的电流有关，而待测保偏光纤延时环当前所处的环境也会引入误差影响两束光的相位差，因此探测器探测到的干涉光强转换为电流值之后，一部分是通电导体中的电流影响，一部分是待测保偏光纤延时环所述环境引入误差引入的影响，所以根据这两个电流值即可得到与待测保偏光纤延时环所处环境对应的测量误差。通过对光路进行特殊设计，使光波在上述测试系统中的传输方式与FOCT中光传输方式相似，最终得到的测量误差的表现形式也与FOCT测量误差的形式等效，因此采用本技术实施例提供的上述方案能完全和精准的反映出保偏光纤延时环的精度，且测试结果可直接用于衡量其在FOCT中的系统性能，为FOCT中保偏光纤延时环的筛选提供直接有效的技术参考指标。附图说明图1是本技术一个实施例所述保偏光纤延时环测试系统结构的原理框图；图2是本技术一个实施例所述偏振光生成单元的结构示意图；图3是本技术一个实施例所述偏振光生成单元采用直波导调制器实现的结构示意图；图4是本技术一个实施例所述偏振光生成单元采用Y波导调制器实现的结构示意图；图5是本技术另一个实施例所述保偏光纤延时环测试系统结构的原理框图。具体实施方式下面将结合附图进一步说明本技术实施例。实施例1本实施例提供一种保偏光纤延时环测试系统，如图1所示，包括偏振光生成元件1、敏感元件、探测器3、信号处理单元4和上位机5，其中：所述敏感元件，包括光纤环21以及分别设置于所述光纤环21两端的光纤波片22和反射镜23，其中所述光纤环21内有通电导体6穿过。所述光纤波片可以选择1/4光纤波片，所述反射镜为法拉第镜、光纤镀膜反射镜、光纤贴片反射镜等。所述偏振光生成元件1，发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保偏光纤延时环测试系统，其特征在于，包括：敏感元件，包括光纤环以及分别设置于所述光纤环两端的光纤波片和反射镜，其中所述光纤环内有通电导体穿过；偏振光生成元件，发出两束偏振方向垂直的线偏振光，两束线偏振光经待测保偏光纤延时环、所述光纤波片、所述光纤环传输，由所述反射镜反射后返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理单元，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；上位机，根据所述通电导体中的基准电流值以及所述测量电流值得到所述待测保偏光纤延时环在所处环境下引入的测量误差。

【技术特征摘要】
1.一种保偏光纤延时环测试系统，其特征在于，包括：敏感元件，包括光纤环以及分别设置于所述光纤环两端的光纤波片和反射镜，其中所述光纤环内有通电导体穿过；偏振光生成元件，发出两束偏振方向垂直的线偏振光，两束线偏振光经待测保偏光纤延时环、所述光纤波片、所述光纤环传输，由所述反射镜反射后返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理单元，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；上位机，根据所述通电导体中的基准电流值以及所述测量电流值得到所述待测保偏光纤延时环在所处环境下引入的测量误差。2.根据权利要求1所述的保偏光纤延时环测试系统，其特征在于，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器和起偏器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端，以产生线偏振光；所述起偏器的输出端与所述待测保偏光纤延时环采用45度对轴角进行熔接，所述线偏振光分解为两束线偏振光后传输至所述待测保偏光纤延时环，两束线偏振光分别沿所述待测保偏光纤延时环的快轴和慢轴传播。3.根据权利要求1所述的保偏光纤延时环测试系统，其特征在于，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、起偏器和直波导调制器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端，以产生线偏振光；所述起偏器的输出端与所述直波导调制器采用45度对轴角进行熔接，所述线偏振光分解为两束正交的线偏振光后传输至所述直波导调制器；所述直波导调制器的输出端与所述待测保偏光纤延时环熔接，将两束偏振光传输至所述待测保偏光纤延时环，两束线偏振光分别沿所述待测保偏光纤延时环的快轴和慢轴传播。4.根据权利要求3所述的保偏光纤延时环测试系统，其特征在于，所述信号处理单元包括：调制信号输出模块，输出调制信号至所述直波导调制器。5.根据权利要求1所述的保偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建光，肖浩，刘博阳，雷军，郝琰，
申请(专利权)人：北京世维通光智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13