一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，该测量系统包括光源、保偏光纤分束器、光纤环/Y波导直接耦合模块和光功率计；所述光源、保偏光纤分束器以及光纤环/Y波导直接耦合模块依次连接，所述光功率计与保偏光纤分束器的信号输出端相连接；所述调制电路作用于光纤环/Y波导耦合模块中的Y波导，以对光信号相位进行调制；通过测量Y波导所分光信号干涉形成的干涉光信号光功率变化，可以计算得出Y波导的分光比大小。本发明专利技术还公开了一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量方法。本发明专利技术技术方案中的装置及方法，采用测量Y波导所分光束干涉形成的干涉光信号光功率变化的方法，解决了直接耦合模块中分光比参数无法测量的问题。

A system and method for measuring the splitter ratio in the optical fiber ring /Y waveguide direct coupling module

The invention discloses a fiber loop /Y waveguide direct coupling module of optical divide ratio measurement system, the measurement system includes a light source, a polarization maintaining optical fiber splitter, optical waveguide ring /Y direct coupling module and optical power meter; the light source, a polarization maintaining fiber splitter and fiber loop /Y direct coupled waveguide module in the connection, the optical power meter and signal output end of the beam splitter fiber optic connection; the modulation circuit is applied to the fiber waveguide ring Y /Y waveguide coupling module, to modulate the optical signal phase; interference optical signal power changes by measuring Y form the optical waveguide interference signal Y, can calculate the splitting ratio of the size of the waveguide. The invention also discloses a method for measuring the split light ratio in the optical fiber ring /Y waveguide direct coupling module. The device and method in the technical scheme of the invention adopt the method of measuring the change of the optical power of the interference light signal formed by the interference of the Y waveguide, and solve the problem that the light splitting ratio parameter can not be measured in the direct coupling module.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统及方法
本专利技术属于光纤陀螺光路领域，具体涉及一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统及方法。
技术介绍
光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性仪表，其具有体积小、重量轻、精度范围广、无运动部件等优点，近年来在陆、海、空、天等各领域的惯性导航上获得了广泛的应用。陀螺光路作为Sagnac效应最主要的的敏感和检测部分，是光纤陀螺的核心部件。一般情况下，光纤陀螺光路包括光源、耦合器、Y波导、光纤环、探测器共五大器件，Y波导与光纤环之间通常采用尾纤熔接的方式连接。现有技术中，CN104316003公开了一种光纤环与Y波导直接耦合的技术方案，其通过将光纤环尾纤直接耦合到波导芯片，在光路中减少了光纤环尾纤与Y波导尾纤的2个熔点，提高了陀螺的可靠性、光路装配工艺一致性及检测精度。其相较于传统的光纤陀螺有较大的进步，因而在实践中已经获得了广泛的认可和应用。这种技术改进带来的一个重要问题是，传统的Y波导的分光比测量方法在光纤环/Y波导直接耦合模块中难以实现。Y波导的分光比是陀螺光路的重要参数，具体来说就是Y波导将一束光信号分成两束后，这两束光信号的功率比值。分光比对光路中克尔效应的大小有很大的影响，分光比偏差越大，其对克尔效应的影响越大。除此之外，分光比的大小也对检测信号光干涉信号干涉光信号强度产生影响。实践中，为了获得良好的陀螺性能，Y波导分光比需尽量接近50：50，此时光路中的克尔效应影响最小，测量获得的光干涉信号强度最为合适。传统的Y波导的分光比测量方法是基于传统的Y波导。传统的Y波导带有两种尾纤，一根输入尾纤和两根输出尾纤。光信号从输入尾纤进入到Y波导中，然后从两根输出尾纤分别输出两路光信号，检测输出尾纤的两路光信号功率，两路输出信号光功率的比值即为Y波导分光比。但是在光纤环/Y波导直接耦合模块中，Y波导只有一个输入尾纤，其输出尾纤与光纤环耦合，不再具有单独的光信号输出尾纤端口。在这种技术环境下，传统的Y波导分光比测量方法显然是不具有测量基础的。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统及方法。本专利技术技术方案的方法，针对现有技术的Y波导分光比无法应用于光纤环/Y波导直接耦合模块的情况，采用测量Y波导所分光束干涉形成的干涉光信号光功率变化的方法，可以解决直接耦合模块中分光比参数无法测量的问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其特征在于，所述测量系统包括光源、保偏光纤分束器、光纤环/Y波导直接耦合模块、光功率计和调制电路；其中，所述光纤环/Y波导直接耦合模块中光纤环通过尾纤直接耦合到Y波导芯片；所述光源、保偏光纤分束器以及光纤环/Y波导直接耦合模块依次连接，所述光功率计与保偏光纤分束器的信号输出端相连接；所述调制电路作用于光纤环/Y波导耦合模块中的Y波导，用于调制光纤环/Y波导耦合模块中的光信号相位；所述光源发出的光信号，经保偏光纤分束器后进入光纤环/Y波导直接耦合模块，在光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导的分光作用下，所述光信号分为第一光信号和第二光信号；所述调制电路作用于第一光信号和/或第二光信号，使得所述第一光信号与第二光信号之间形成相位差；所述第一光信号沿光纤环顺时针传输后回到Y波导，与沿光纤环逆时针传输回到Y波导的第二光信号合光形成干涉光信号，所述干涉光信号离开Y波导后进入保偏光纤分束器；通过与保偏光纤分束器相连接的光功率计，可以测量得到该干涉光信号的光功率大小；由此方式，根据干涉光信号的光功率大小变化，可以计算得出光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导分光比的大小。相较于传统的Y波导，光纤环/Y波导耦合模块中的Y波导的两个输出端直接与光纤环熔断连接，难以采用传统方法直接测量得出Y波导的分光比。本专利技术技术方案中的分光比测量系统，包括光源、保偏光纤分束器、光纤环/Y波导直接耦合模块、光功率计和调制电路。光源用于提供光信号，该光信号经过保偏光纤分束器分光后，再进入Y波导。在Y波导的作用下，光信号一分为二，两个光信号在进入光纤环的时候，方向相反，一个沿光纤环顺时针传输，另一个沿光纤环逆时针传输。第一光信号与第二光信号来源于同一个光信号，在对其进行处理之前，两者的固有频率、相位等参数完全一致。调制电路作用在Y波导上，使得两个通道中的光信号之间形成相位差。这两束同频率的光相遇后发生干涉，对于不同相位差的两束光，其干涉所形成的干涉光信号的光功率也有所不同，通过这种相位差带来的干涉光信号功率变化，可以计算得出Y波导的分光比大小。作为本专利技术技术方案的一个优选，光源为线偏振光源，该线偏振光源的工作波段与Y波导一致，优选通过保偏尾纤与保偏光纤分束器相连接。Y波导一般具有一个固有的工作波段，本专利技术技术方案中，光源所发出的偏振光的工作波段与Y波导一致。由于光纤环/Y波导直接耦合模块是应用在光纤陀螺上的重要构件，其主要进行的是偏振光检测，因此本专利技术是技术方案中的光源优选是线性偏振光源。同时为了进一步保证光信号的偏振性，本专利技术技术方案中的线偏振光源优选通过保偏尾纤与保偏光纤分束器相连接。作为本专利技术技术方案的一个优选，光源与保偏光纤分束器通过第一尾纤和第二尾纤相连接，所述尾纤和第二尾纤优选以0°或90°对轴熔接。作为本专利技术技术方案的一个优选，保偏光纤分束器与光纤环/Y波导直接耦合模块通过第三尾纤连接，所述第三尾纤与光纤环/Y波导耦合模块0°对轴熔接。光源与保偏光纤分束器上各有尾纤，其通过尾纤与其他设备连接。尾纤中一般具有快轴和慢轴两个光传输通道，且快轴和慢轴一般正交。为了保证偏振光在进入保偏光纤分束器的快轴，那么就需要将第一尾纤和第二尾纤的快轴与快轴对接，慢轴与慢轴对接，因此光源的尾纤和保偏光纤分束器的尾纤优选以0°或90°对轴熔接。同时，偏振光离开保偏光纤分束器进入光纤环/Y波导直接耦合模块的通道也是尾纤，并且该尾纤与光纤环/Y波导直接耦合模块优选0°对轴熔接。作为本专利技术技术方案的一个优选，调制电路为光纤环/Y波导直接耦合模块中沿相反方向传输的第一光信号和第二光信号提供0～2π的连续变化的相位差调制，使得相位差可以在0～2π的范围内变化。Y波导分出的两束光信号的固有频率、相位等参数完全相同，调制电路在改变两束光信号的相位差的时候，优选0～2π的连续变化。由于光信号的波动性，0～2π刚好是一个周期，通过一个连续周期的相位差变化，可以有效减少测量得到的干涉光信号光功率误差。作为本专利技术技术方案的一个优选，光信号在保偏光纤分束器的快轴中传输。按照本专利技术技术方案的另一个方面，提供了一种采用权利要求1～7任一项所述光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统的分光比测量方法，其特征在于，包括，(1)调节调制电路，对光纤环/Y波导直接耦合模块中的Y波导施加相位调制，使得沿相反方向传输的第一光信号和第二光信号之间产生连续变化的相位差；(2)采用光功率计记录下步骤(1)中所述第一光信号和第二光信号之间的相位差连续变化时，保偏光纤分束器输出的干涉光信号的光功率曲线；(3)根据所述光功率曲线确定所述第一光信号和第二光信号之间的相位差在0～2π连续变化时，干涉光信号的功率最大值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其特征在于，所述测量系统包括光源、保偏光纤分束器、光纤环/Y波导直接耦合模块、光功率计和调制电路；其中，所述光纤环/Y波导直接耦合模块中光纤环通过尾纤直接耦合到Y波导芯片；所述光源、保偏光纤分束器以及光纤环/Y波导直接耦合模块依次连接，所述光功率计与保偏光纤分束器的信号输出端相连接；所述调制电路作用于光纤环/Y波导耦合模块中的Y波导，用于调制光纤环/Y波导耦合模块中的光信号相位；所述光源发出的光信号，经保偏光纤分束器后进入光纤环/Y波导直接耦合模块，在光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导的分光作用下，所述光信号分为第一光信号和第二光信号；所述调制电路作用于第一光信号和/或第二光信号，使得所述第一光信号与第二光信号之间形成相位差；所述第一光信号沿光纤环顺时针传输后回到Y波导，与沿光纤环逆时针传输回到Y波导的第二光信号合光形成干涉光信号，所述干涉光信号离开Y波导后进入保偏光纤分束器；通过与保偏光纤分束器相连接的光功率计，可以测量得到该干涉光信号的光功率大小；由此方式，根据干涉光信号的光功率大小变化，可以计算得出光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导分光比的大小。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其特征在于，所述测量系统包括光源、保偏光纤分束器、光纤环/Y波导直接耦合模块、光功率计和调制电路；其中，所述光纤环/Y波导直接耦合模块中光纤环通过尾纤直接耦合到Y波导芯片；所述光源、保偏光纤分束器以及光纤环/Y波导直接耦合模块依次连接，所述光功率计与保偏光纤分束器的信号输出端相连接；所述调制电路作用于光纤环/Y波导耦合模块中的Y波导，用于调制光纤环/Y波导耦合模块中的光信号相位；所述光源发出的光信号，经保偏光纤分束器后进入光纤环/Y波导直接耦合模块，在光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导的分光作用下，所述光信号分为第一光信号和第二光信号；所述调制电路作用于第一光信号和/或第二光信号，使得所述第一光信号与第二光信号之间形成相位差；所述第一光信号沿光纤环顺时针传输后回到Y波导，与沿光纤环逆时针传输回到Y波导的第二光信号合光形成干涉光信号，所述干涉光信号离开Y波导后进入保偏光纤分束器；通过与保偏光纤分束器相连接的光功率计，可以测量得到该干涉光信号的光功率大小；由此方式，根据干涉光信号的光功率大小变化，可以计算得出光纤环/Y波导直接耦合模块中Y波导分光比的大小。2.根据权利要求1所述的光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其中，所述光源为线偏振光源，该线偏振光源的工作波段与Y波导一致，优选通过保偏尾纤与保偏光纤分束器相连接。3.根据权利要求1～3任一项所述的光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其中，所述光源与保偏光纤分束器通过第一尾纤和第二尾纤相连接，所述尾纤和第二尾纤优选以0°或90°对轴熔接。4.根据权利要求1～4任一项所述的光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其中，所述保偏光纤分束器与光纤环/Y波导直接耦合模块通过第三尾纤连接，所述第三尾纤与光纤环/Y波导耦合模块0°对轴熔接。5.根据权利要求1～5任一项所述的光纤环/Y波导直接耦合模块中分光比测量系统，其中，所述调制电路为光纤环/Y波导直接耦合模块中沿相反方向传输的第一光信号和第二光信号提供0～2π的连续变化的相位差调制，使得相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学勤，胡如芝，郭礼芹，
申请(专利权)人：湖北三江航天红峰控制有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42