本发明专利技术设计属于光纤测量技术领域，具体涉及到差分对称光程扫描的一种光学相干域偏振测量装置。本发明专利技术的宽谱光源、起偏器、待测偏振器件、检偏器、光程相关器、差分探测装置、光电信号转换与信号记录装置按照上述顺序连接在一起。本发明专利技术利用光学相干域偏振测量装置信号输出幅度与光程扫描延迟器透射光强的乘积成正比的特点，使处于光程相关器两干涉臂中的差分对称光程扫描装置实现光强自动补偿，极大地抑制了单一扫描器强度浮动对测量的影响，提高偏振串音的测量精度，降低对扫描器强度浮动性能的要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术设计属于光纤测量
，具体涉及到差分对称光程扫描的一种光学相干域偏振测量装置。本专利技术的宽谱光源、起偏器、待测偏振器件、检偏器、光程相关器、差分探测装置、光电信号转换与信号记录装置按照上述顺序连接在一起。本专利技术利用光学相干域偏振测量装置信号输出幅度与光程扫描延迟器透射光强的乘积成正比的特点，使处于光程相关器两干涉臂中的差分对称光程扫描装置实现光强自动补偿，极大地抑制了单一扫描器强度浮动对测量的影响，提高偏振串音的测量精度，降低对扫描器强度浮动性能的要求。【专利说明】一种光学相干域偏振测量装置
本专利技术设计属于光纤测量
，具体涉及到差分对称光程扫描的一种光学相干域偏振测量装置。
技术介绍
基于白光干涉原理的光学相干域偏振检测(OCDP)是一种最有前景的光纤测量技术方案。根据白光干涉原理，采用全保偏光纤的结构，利用光纤器件可以盘绕和器件性能稳定的特性，整个实验装置具有体积小，稳定性高的特点。光学相干域偏振技术(OCDP)通过扫描式迈克尔逊干涉仪进行光程补偿，实现不同耦合模式间的干涉，可定位模式耦合点等光纤内部缺陷的位置，利用干涉强度，分析该点耦合强度。因此，OCDP技术在偏振消光比测试、光纤陀螺环测试、保偏光纤精确、保偏光纤制造、保偏光纤精确对轴、器件消光比测试等领域均获得了成功的应用。与其它类似技术，诸如光时域反射计(0TDR)、偏振时域反射技术(P0TDR)、光学低相干反射计(0LCR)、光频域反射技术(0FDR)、光相干域反射技术(O⑶R)等分布式检测方法与技术相比，OCDP技术具有结构简单(基于Mach-Zehnder或Michelson等干涉仪)、高空间分辨率(几厘米)、大测量范围(几公里)、超高测量灵敏度(-90?-lOOdB)、超大动态范围(IO9?101°)等优点。早在80年代，国外已经在就提高偏振检测精度开始了研究。20世纪90年代初，法国Herve Lefevre等人(Method for the detection of polarization couplings in abirefringent optical system and application of this method to the assembling ofthe components of an optical system, US Patent 4893931)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-P125和WIN-P400两种型号O⑶P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。韩国Fiberpro公司推出了的I⑶800主要用于替换WIN-P系列O⑶P系统，空间分辨率为10cm，扫描保偏光纤长度增加到1000m，灵敏度提高到_80dB。2011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(Measuring Distributed Polarization Crosstalk in Polarization Maintaining Fiberand Optical Birefringent Material,US 20110277552),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。同年，天津大学张红霞等人公开了一种光学偏振器件消光比的检测方法和检测装置(中国专利申请号=CN 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。其与Herve Lefevre等人的方案相比，技术性能和指标相近。2012年， 申请人:公开了一种光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置(中国专利申请号:CN 201210379406)，此专利技术采用全光纤测试装置，具有测量精度高、较好温度和振动稳定性，可用于光学器件偏振性能的高精度测量与分析。同年， 申请人:公开了一种提高光学器件偏振串扰测量性能的装置及方法(中国专利申请号:CN 201210379407)，此专利技术可以极大地抑制噪声幅度，提高偏振串扰测量的灵敏度和动态范围。在典型的光学器件偏振串扰测量的全光纤测试装置(附图2)中，干涉信号的交流强度与光学器件偏振串音值成正比，当光程扫描装置仅存在于两个干涉光路其中的一路，即一个光程恒定的参考臂，一个带有光程扫描的测量臂，存在诸多缺陷:(I)光程扫描装置仅有一臂存在单一扫描机构，光强波动将直接影响到整个偏振串音测量系统的测量精度，存在光强波动大，扫描光程短等缺点；(2)由于光学器件(如准直透镜)存在固有缺陷，出光强度分布不够均匀，难以达到期望的理想状态，通过提升器件性能来改善整体系统指标将产生很大的困难；(3)单一扫描机构测量光学器件的长度较窄，增加扫描距离面临着扫描机构尺度的增加，进而影响到偏振串扰测量装置的系统尺寸。如何通过改变光路结构，利用相同的光程扫描装置，达到抑制光强波动、增加扫描距离的目的，进而提高光学器件偏振串音测量精度，成为偏振串音测量技术提升的一个难点。本专利技术公开了一种差分对称光程扫描光学相干域偏振测量装置。差分对称光程扫描结构由两个功能相对独立的光程扫描延迟器组成。延迟器的透射光强随光程扫描距离的变化具有对称互补性:即在光程扫描时，一个强度单调增加，而另外一个单调减小，二者的强度变化具有反转对称性。采用差分对称光程扫描结构的光学相干域偏振测量装置能够极大地抑制单一扫描器强度浮动对测量的影响，提高了偏振串音的测量精度，降低了对扫描器强度衰减性能的要求，使总扫描光程增加了一倍。本专利技术可广泛用于基于白光干涉原理的测量、传感与信息获取领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种差分对称光程扫描的抑制单一光程扫描器强度浮动对测量的影响，提高偏振串音的测量精度，增加光程扫描范围的光学相干域偏振测量装置。本专利技术的目的是这样实现的:一种光学相干域偏振测量装置，宽谱光源、起偏器、待测偏振器件、检偏器、光程相关器、差分探测装置、光电信号转换与信号记录装置按照上述顺序连接在一起，光程相关器中带有差分对称光程扫描结构，由两个功能相对独立的光程扫描延迟器组成，具体包括第I准直透镜、第2准直透镜、位移扫描装置；位移扫描装置上安装有正向可移动光学反射镜和反向可移动光学反射镜；第I准直透镜和可移动光学反射镜、第2准直透镜和可移动光学反射镜组成两个功能相对独立的光程扫描延迟器；第I准直透镜和第2准直透镜、正向可移动光学反射镜和反向可移动光学反射镜的光学器件参数一致；第I准直透镜和第2准直透镜分别连接于光程相关器的两个不同干涉臂中:当正向可移动光学反射镜处于起始零点位置时，反向可移动光学反射镜具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学相干域偏振测量装置，宽谱光源（101）、起偏器（102）、待测偏振器件（104）、检偏器（106）、光程相关器（110）、差分探测装置（120）、光电信号转换与信号记录装置（130）按照上述顺序连接在一起，其特征是：光程相关器（110）中带有差分对称光程扫描结构（M），由两个功能相对独立的光程扫描延迟器（Ma、Mb）组成，具体包括第1准直透镜（115）、第2准直透镜（116）、位移扫描装置（117）；位移扫描装置（117）上安装有正向可移动光学反射镜（117a）和反向可移动光学反射镜（117b）；第1准直透镜（115）和可移动光学反射镜（117a）、第2准直透镜（116）和可移动光学反射镜（117b）组成两个功能相对独立的光程扫描延迟器；第1准直透镜（115）和第2准直透镜（116）、正向可移动光学反射镜（117a）和反向可移动光学反射镜（117b）的光学器件参数一致；第1准直透镜（115）和第2准直透镜（116）分别连接于光程相关器（110）的两个不同干涉臂中：当正向可移动光学反射镜（117a）处于起始零点位置时，反向可移动光学反射镜（117b）具有最大位移（L）；当正向可移动光学反射镜（117a）移动到最大位移（L）时，反向可移动光学反射镜（117b）处于零点位置；扫描过程中，正向可移动光学反射镜（117a）和反向可移动光学反射镜（117b）具有相同的位移（L）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，李创，苑勇贵，彭峰，吴冰，苑立波，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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