本发明专利技术提供的是一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置。包括宽谱光源（501）、起偏器（511）、待测偏振器件（522）、光程相关器（530）、差分探测装置（550）、光电信号转换与信号记录装置（560），宽谱光源（501）通过起偏器（511）、第1旋转连接器（521）与待测光纤器件（522）连接，再通过第2旋转连接器（523）与偏振分束Michelson结构光程相关器（530）连接；光程相关器（530）通过第3旋转连接器（541）连接偏振差分探测装置（550）后，与干涉信号检测与处理装置（560）再连接。本发明专利技术具有体积小、测量精度高、温度和振动稳定性好等优点，广泛用于光学器件偏振性能的高精度测量与分析。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种光纤测量装置，具体涉及到一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试系统。
技术介绍
光学相干域偏振测量技术(OCDP)是一种高精度分布式偏振耦合测量技术，它基于宽谱光干涉原理，通过扫描式光学干涉仪进行光程补偿，实现不同偏振模式间的干涉，可对偏振串扰的空间位置、偏振耦合信号强度进行高精度的测量与分析，进而获得光学偏振器件的消光比、拍长等重要参数。OCDP技术作为一种非常有前途的分布式光学偏振性能的检测方法，被广泛用于保偏光纤制造、保偏光纤精确对轴、器件消光比测试等领域。与其他如偏振时域反射技术(P0TDR)、光频域反射技术(0FDR)、光相干域反射技术(OCDR)等分布式检测方法与技术相比，OCDP技术具有结构简单、高空间分辨率(5 10cm)、大测量范围(测量长度几公里)、超高测量灵敏度(耦合能量-80 -100(^)、超大动态范围(108 1010)等优点，非常有希望发展成为一种高精度、通用测试技术和系统。由于它最为直接和真实地描述了信号光在光纤光路中的传输行为，所以特别适合于对光纤器件、组件，以及光纤陀螺等高精度、超高精度干涉型光纤传感光路进行测试和评估。20 世纪 90 年代初，法国 Herve Lefevre 等人[Method for the detection ofpolarization couplings in a birefringent optical system and application ofthis method to the assembling of the components of an optical system, US Patent4893931]首次公开了基于白光干涉原理的OCDP系统，它采用超辐射发光二极管(SLD)作为光源和空间干涉光路作为光程相关测量结构。法国Photonetics公司根据此专利研制了WIN-P 125和WIN-P 400两种型号OCDP测试系统，主要用于较短(500m)和较长(1600m)保偏光纤的偏振特性分析。其主要性能为偏振串扰灵敏度为_70dB、动态范围为70dB，后经过改进，灵敏度和动态范围分别提升到_80dB和80dB。·2011年，天津大学张红霞等人公开了一种光学偏振器件偏振消光比的检测方法和检测装置(中国专利申请号201110052231. 3)，同样采用空间干涉光路作为O⑶P的核心装置，通过检测耦合点的耦合强度，推导出偏振消光比。该装置适用于保偏光纤、保偏光纤耦合器、偏振器等多种光学偏振器件。与Herve Lefevre等人的方案相比,技术性能和指标相近。同年，美国通用光电公司(General Photonics Corporation)的姚晓天等人公开了一种用于保偏光纤和光学双折射材料中分布式偏振串扰测量的全光纤测量系统(US20110277552, Measuring Distributed Polarization Crosstalk in PolarizationMaintaining Fiber and Optical Birefringent Material),利用在光程相关器之前增加光程延迟器，抑制偏振串扰测量时杂散白光干涉信号的数量和幅度。该方法可以将全光纤测量系统的偏振串扰灵敏度提高到_95dB，但动态范围保持在75dB。进一步提高偏振串扰的测试性能，包括测量灵敏度、动态范围和器件测量长度等。特别是如何在提高测量灵敏度的同时，保持动态范围也相应提高，成为研究的热点。保持测量灵敏度和动态范围数值上的一致性，这样就可以消除光源强度浮动对测量的影响，提高测量的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抑制光学噪声幅度，提高偏振串扰测量的灵敏度和动态范围，减小测试系统的体积，提高系统的温度稳定性和抗振性能，降低环境使用要求的光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置包括宽谱光源、起偏器、待测偏振器件、光程相关器、差分探测装置、光电信号转换与信号记录装置，(I)宽谱光源通过起偏器、第I旋转连接器与待测光纤器件连接，再通过第2旋转连接器与偏振分束Michelson结构光程相关器连接；光程相关器通过第3旋转连接器连接偏振差分探测装置后，与干涉信号检测与处理装置再连接。(2)光程相关器由2X2偏振分束器、保偏光纤、法拉第旋转反射镜、法拉第旋转器、自聚焦准直透镜组成，以及可移动光学反射镜；偏振分束器的第I输出端连接法拉第旋转反射镜，组成固定长度光程参考臂；偏振分束器的第2输出端通过法拉第旋转器连接准直透镜和可移动光学反射镜，组成长度可变光程扫描臂(I2)。(3)线偏振光信号注入到2X2偏振分束器的第I输入尾纤的偏振特征轴——慢轴(y轴)中，信号光仅从第I输出尾纤的慢轴中输出；注入到第I输入尾纤的快轴(X轴)中，仅从第2输出尾纤的快轴中输出；线偏振光注入到偏振分束器的第2输入尾纤的慢轴(y轴)中，仅从第2输出尾纤的慢轴中输出；注入到第2输入尾纤的快轴(X轴)中，仅从第I输出尾纤的快轴中输出；第I输入端与第I输出端、第2输入端与第2输出端的具有光路输入/输出的对称性。(4)偏振差分探测装置由1X2偏振分束器、第I、第2光电探测器组成；线偏振光信号注入到1X2偏振分束器的第I输入尾纤的慢轴(y轴)中，信号光仅从第I输出尾纤的慢轴中输出；注入到第I输入尾纤的快轴(X轴)中，仅从第2输出尾纤的快轴中输出。(5)旋转第I旋转连接器，使起偏器的输出尾纤与待测光纤器件的输入尾纤偏振特征轴完成0° 0°对准；旋转第3旋转连接器，使光程相关器的输出尾纤与偏振差分探测装置的输入尾纤的偏振特征轴实现0° ^45°对准角；旋转第2旋转连接器，使待测偏振器件的输出尾纤与光程相关器输入尾纤的偏振特征轴分别实现0° 0°以及0° ^45°对准。所述的光程相关器的可移动光学反射镜处于运动起点位置时，光程相关器的光程相关参考臂的绝对光程略大于光程相关扫描臂；可移动光学反射镜连续移动的范围大于待测光纤器件耦合光与传输光之间的最大光程差异；所述的起偏器，第I、第2旋转连接器，待测光纤器件，光程相关器，差分探测装置，第I、第2探测器，其特征是波长工作范围能够覆盖宽谱光源的发射光谱；起偏器的输出尾纤，光程相关器，差分探测装置均工作在单模、偏振保持状态。本专利技术是对基于白光干涉原理的光学相干域偏振测试系统(OCDP)的一种技术改进。全光纤ODCP的工作原理如图I所示，以保偏光纤的性能测试为例，由宽谱光源发出的高稳定宽谱偏振光101注入到一定长度的保偏光纤121的慢轴(快轴时,原理相同)。由于制作时几何结构存在缺陷、预先施加应力的非理想作用，或者在外界温度和载荷的作用下，使光纤中存在某缺陷点111。信号光沿慢轴传输时，当信号光传输到缺陷点111时，慢轴中的一部分光能量就会耦合到正交的快轴中，形成耦合光束103，剩余的传输光束102依旧沿着慢轴传输。光纤存在线性双折射An (例如5Χ1(Γ4)，使慢轴的折射率大于快轴折射率，当光纤的另外一端输出时(传输距离为1)，则传输在慢轴的传输光102和传输在快轴的耦合光103之间将存在一个光程差Λη 。上述光束通过焊接点或者旋转连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置，包括宽谱光源（501）、起偏器（511）、待测偏振器件（522）、光程相关器（530）、差分探测装置（550）、光电信号转换与信号记录装置（560），其特征是：宽谱光源（501）通过起偏器（511）、第1旋转连接器（521）与待测光纤器件（522）连接，再通过第2旋转连接器（523）与偏振分束Michelson结构光程相关器（530）连接；光程相关器（530）通过第3旋转连接器（541）连接偏振差分探测装置（550）后，与干涉信号检测与处理装置（560）再连接；旋转第1旋转连接器（521），使起偏器（511）的输出尾纤与待测光纤器件（522）的输入尾纤偏振特征轴完成0°~0°对准；旋转第3旋转连接器，使光程相关器（530）的输出尾纤与偏振差分探测装置（550）的输入尾纤的偏振特征轴实现0°~45°对准角；旋转第2旋转连接器，使待测偏振器件（522）的输出尾纤与光程相关器（530）的输入尾纤的偏振特征轴分别实现0°~0°以及0°~45°对准。
【技术特征摘要】
1.一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置，包括宽谱光源(501)、起偏器(511)、待测偏振器件(522)、光程相关器(530)、差分探测装置(550)、光电信号转换与信号记录装置(560)，其特征是宽谱光源(501)通过起偏器(511)、第I旋转连接器(521)与待测光纤器件(522)连接，再通过第2旋转连接器(523)与偏振分束Michelson结构光程相关器(530)连接；光程相关器(530)通过第3旋转连接器(541)连接偏振差分探测装置(550)后，与干涉信号检测与处理装置(560 )再连接；旋转第I旋转连接器(521)，使起偏器(511)的输出尾纤与待测光纤器件(522)的输入尾纤偏振特征轴完成0° 0°对准；旋转第3旋转连接器，使光程相关器(530)的输出尾纤与偏振差分探测装置(550)的输入尾纤的偏振特征轴实现0° ^45°对准角；旋转第2旋转连接器，使待测偏振器件(522)的输出尾纤与光程相关器(530)的输入尾纤的偏振特征轴分别实现0° 0°以及0° 45°对准。2.根据权利要求I所述的光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置，其特征是所述光程相关器(530)由2X2偏振分束器(531)、两根保偏光纤(532、534)、法拉第旋转反射镜(533)、法拉第旋转器(535)、自聚焦准直透镜(536)，以及可移动光学反射镜(537)组成；偏振分束器(531)的第I输出端(ps3)通过第I保偏光纤(532)连接法拉第旋转反射镜(533)，组成固定长度光程参考臂(I1);偏振分束器(531)的第2输出端(ps...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，苑勇贵，彭峰，柴俊，苑立波，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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