测量偏振依赖损失的装置和方法制造方法及图纸

所揭示的测量偏振依赖损失的装置的特征在于一前一后组合起来并且取向使得测量系统ＰＤＬ噪声降低至忽略不计水平的几个光纤光学耦合器。通过匹配耦合器的ＰＤＬ并且矢量化减去偏振的相反相位，实际上消除了测量系统的ＰＤＬ。因此ＰＤＬ噪声水平降低至零附近并且被测试光学器件（ＤＵＴ）的ＰＤＬ可以精确测量。由于系统测量了工作于反射模式或前向传输模式的光学器件的ＰＤＬ，所以以较少花费实现和提供了多功能。这样，它提供了对两种类型器件的ＰＤＬ测量的解决方案。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及测量光学器件的偏振依赖损失(PDL)，特别涉及基本消除与测量系统相伴随的PDL噪声从而能够更精确地测量单元PDL的装置和方法。
技术介绍
在单模光纤中，光纤基本模式是满足内芯一夹层界面的边界条件的波方程之解。波方程有两种对应基本模式的解，它们具有相同的传播常数。这两个解被称为偏振模式。与基本模式相伴的电场假定为横向场，其偏振分量沿互相正交的x和y方向线性偏振。随着光线在光纤或单元内的传播，光线能量在两种偏振模式之间进行划分。偏振状态归因于光线能量在偏振模式之间的分布。器件或单元可能呈现作为偏振模式函数的损失。两种偏振模式之间的损失差异代表了器件的偏振依赖损失(PDL)。光学单元的PDL是一项经常用来表征纳入光学光纤网络内的光学器件的重要参数。当光学系统变得更为复杂时，由于PDL的累积性质，所以系统设计者需要单元和器件满足更加严格的PDL偏差。PDL为0.01dB的器件对由许多器件组成并且空间跨度相当大的系统具有明显的影响。为此，测量系统必须能够精确测量这种器件的PDL。在已经考虑的一种方法中，采用2×2的3dB耦合器进行反射式光学器件的PDL测量。在一端，第一端口连接至偏振控制器和激光源而第二端口连接至功率检测器。在另一端，第三端口连接至被测试器件(DUT)而第四端口终止。激光源和偏振控制器向耦合器注入随机偏振的光信号。光信号由第三端口出来并进入DUT，在那里它反射回第三端口。在传播入耦合器之后，反射信号由第二端口出来并且进入检测PDL的检测器。该系统存在重大的缺陷。耦合器本身的PDL在0.05dB-0.1dB范围内。由于耦合器的PDL大于现在光子系统内采用的许多器件的PDL，所以测量装置无法测量隐藏在系统PDL噪声中的测试器件真实的PDL。在另一已经考虑的方法中，提供自动化系统测量工作在前向传输模式下的光学器件的PDL。激光源和偏振控制器被用来提供具有4个预先确定和唯一的偏振状态的信号。基于微处理器的系统使致动器带动偏振控制器循环遍历4种偏振状态，与此同时检测器位于DUT输出处以读取每种状态的强度。这些数值由处理器用来计算Meuller矩阵中每个元素的数值并且计算Stokes矢量来标识偏振输入信号。这些数值随后被用来计算DUT的PDL。测试组的残余PDL小于0.001dB，可见得到了改进。如果系统功能性带来的开支节省大于相伴的软件、可靠性和维护成本(它们可能需要重视)，则自动化系统可能带来好处。例如自动化系统属软件密集化系统并且经常出现的情况是软件开发成本超过硬件成本。这是这种系统存在的缺点。对于如此高度自动化的精密系统，由于无法测量工作在背向反射模式下的器件，所以缺少多功能性。这导致作出令人烦恼的选择购买或者开发测量反射器件PDL的第二系统，或者为了容纳反射器件而重新设计和改动系统。两种解决方案都牵涉到支出增加。因此需要一种可靠和相对便宜的精确测量光学器件PDL的装置。与此同时，PDL测量装置必须是多功能的，能够测量反射器件和前向传输模式下工作的器件的PDL。
技术实现思路
本专利技术的特征在于一前一后组合起来并且取向使得测量系统PDL噪声降低至忽略不计水平的几个光学耦合器。通过匹配耦合器的PDL并且矢量化减去偏振的相反相位，实际上消除了测量系统的PDL。由于提供的测量系统以较少花费的方法精确测量了光学单元的PDL，所以这个概念简单性引人注目。它还是一个多功能系统。它测量工作于反射模式和前向传输模式的光学器件的PDL。本专利技术的一个方面是利用随机偏振光信号测量测试下光学器件的偏振依赖损失的装置，该装置产生导入被测试光学器件内的测试输入信号。该装置包括连接至光源的第一无源光学元件，其中第一无源光学元件具有第一偏振损失损失；以及连接至第一无源光学元件并且具有基本上等于第一偏振依赖损失的第二偏振依赖损失的第二无源光学元件。第二无源光学元件相对第一无源光学元件放置为第二偏振依赖损失基本上抵消第一偏振依赖损失并且输出偏振依赖损失等于第一最小值的测试输入信号。另一方面，本专利技术包括一种利用一种装置测量光学器件偏振依赖损失的方法，装置包括发射随机偏振的光信号的光源、连接至光源的第一无源光学元件，其中第一无源光学元件具有第一偏振依赖损失。测量方法包括以下步骤提供具有基本上等于第一偏振依赖损失的第二偏振依赖损失并且在相对位置上连接至第一无源光学元件从而使第二偏振依赖损失基本上抵消第一偏振依赖损失的第二无源光学元件；使光信号导入第一无源光学元件从而使第二无源光学元件产生测试输入信号，其中测试输入信号具有基本上等于第一最小值的偏振依赖损失；使测试输入信号导入光学器件；以及测量光学器件的输出信号从而确定偏振依赖损失。另一方面，本专利技术包括一种标度用于测量光学器件偏振依赖损失的装置的方法，装置包括发射随机偏振的光信号的光源和具有第一偏振依赖损失的第一无源光学元件。标度方法包括以下步骤提供具有基本上等于第一偏振依赖损失的第二偏振依赖损失并且连接至第一无源光学元件的第二无源光学元件；使光信号导入第一无源光学元件从而创建射出第二无源光学元件的标度信号；以及旋转第二无源光学元件直到标度信号的第一标度偏振依赖损失等于第一最小值。本专利技术的其他特征和优点将在下面的详细描述中陈述，并且根据描述或者通过实践如下面的详细描述、权利要求书以及附图所述的本专利技术，这些特征和优点对于本领域内的技术人员来说是显而易见的。需要理解的是，前述通用意义的描述和以下详细描述都仅仅是对本专利技术示意性质的，并且目的是便于从总体或框架上理解要求保护的本专利技术的性质和特征。附图包含在其中以进一步理解本专利技术，并且构成说明书的一部分。附图阐释了本专利技术的各种实施例，并且与说明书一起用来解释本专利技术的原理和工作。附图简述附图说明图1为测量前向传输模式下PDL的本专利技术的第一实施例的框图；图2为用于标度前向传输模式测量的本专利技术的标度组件框图；图3为测量反射模式下PDL的本专利技术另一实施例的框图；以及图4为用于标度背反射模式测量的本专利技术的标度组件框图。实施专利技术的较佳方式以下详细描述本专利技术的较佳实施例，其实例在附图中示出。相同的标号尽可能地用于附图中相同或相似的部分。图1示出了本专利技术测量偏振依赖损失装置的实施例，一般用标号10表示。按照本专利技术，测量偏振依赖损失的装置包括第一无源光学元件12和第二无源光学元件14。这些元件的PDL基本相等。第二无源光学元件14连接至第一无源光学元件12并且相对第一无源光学元件12旋转。通过使耦合器12和14的PDL匹配，并且矢量化减去旋转中PDL的相反相位，测量系统的PDL实质上得到消除。因此噪声水平降低至零附近并且可以精确地测量被测试光学器件(DUT)的PDL。由于系统测量了工作于反射模式或前向传输模式的光学器件的PDL，所以系统以相对低廉的花费实施和提供了所需的多功能。这样就提供了两种类型测量的解决方案。正如这里实施和图1所示的那样，工作于前向传输模式的本专利技术第一实施例包括连接至无源光学元件12的光源20。无源光学元件12连接至无源光学元件14。如上所述，第二无源光学元件14相对第一无源光学元件12旋转直到第二无源光学元件14的PDL抵消第一无源光学元件的PDL。第二无源光学元件14的旋转作为装置10标度的一部分并且将在下面讨论。无源光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用随机偏振光信号测量被测试光学器件的偏振依赖损失的装置，所述装置产生导入被测试光学器件内的测试输入信号，其特征在于所述装置包括：连接至所述光源的第一无源光学元件，其中所述第一无源光学元件具有第一偏振损失损失；以及连接至所述第一 无源光学元件并且具有基本上等于所述第一偏振依赖损失的第二偏振依赖损失的第二无源光学元件，所述第二无源光学元件相对所述第一无源光学元件放置为使所述第二偏振依赖损失基本上抵消所述第一偏振依赖损失并且输出偏振依赖损失等于第一最小值的测试输入信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA马罗，WE施米特，MA萨马，GE威廉斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]