[发明专利]一种光平均波长的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光平均波长的测量方法及装置，属于光纤传感和光纤通讯领域。

背景技术

目前现有技术采用测量平均波长的波长计主要基于干涉原理，按测量原理分主要有斐索干涉型(Fizeau)、法布里-玻罗型(Fabry-Perot)和迈克尔逊型(Mechelson)。

(1)斐索干涉型(Fizeau)

Fizeau波长计可以测量脉冲或连续激光器的输出波长，包括两个形成干涉仪的未镀膜表面、一个输入光场以及两个分别从未镀膜表面反射的光场，这两束反射光在CCD探测器上形成正弦干涉条纹。CCD输出模拟信号，再由取样放大器和模数转换器转换成数字信号，读入计算机中进行计算，最后确定光源的波长值。其特点是不需要内置参考光源，测量精度低，必须放入恒温箱。

(2)法布里-玻罗型(Fabry-Perot)

法布里-珀罗干涉型波长计是利用光束通过两块镀以高反射率间距一定的玻璃板时产生多光束干涉的现象测量待测激光波长。这种波长计可用来测量脉冲或连续激光器的输出波长，系统可采用多个不同厚度的标准具。F-P波长计通过波长已知的参考激光和待测激光产生的干涉条纹进行比对，测量待测激光的波长。

(3)迈克尔逊型(Mechelson)

迈克尔逊波长计适合测量连续激光波长。迈克尔逊波长计的测量精度可达1ppm最高可达0.1ppm高于另外两种波长计，当可动反射镜沿轴线平移时，同时记录参考激光与被测激光两组不同的干涉条纹，根据两组条纹数比值与参考激光的真空波长值的乘积及空气折射率，可直接求得被测激光波长值。

以上三种波长计不能测量宽谱光的波长，只能测量窄谱光(激光)，由于这些波长计均是基于干涉原理，而宽谱光的相干性较差，导致两束宽频光干涉后的条纹不清晰，采用传统干涉原理对干涉条纹进行分析的波长计难以准确地测量宽谱光的波长。另外还有一种基于马赫-泽德型(March-Zhnder)的波长计，通过光电探测器接收波导调制器输出的干涉光，并将干涉光的光信号转变为电信号，再通过监测电路的计算得出光的平均波长，马赫-泽德型(March-Zhnder)的波长计需要形成两个光纤臂，而两个光纤臂的稳定性成为影响系统探测精度的主要因素稳定工作点很难调整，理论精度有限，难以提高检测精度。而目前对于宽谱光的测量普遍采用光谱仪，光谱仪是分析光信号频谱分布的仪器，它利用了干涉分光装置将光信号进行分光，分别测量每束光的波长，然后通过加权积分运算得出光信号的平均波长。光谱仪虽然能够测量宽谱光的波长，但根据光谱仪的结构特点，测量波长只是光谱仪最简单的应用，其精度也难以满足高精度光纤陀螺光波长测量精度的要求。

因此，在现有测量平均波长的技术中，存在不能测量宽谱光的波长、测量精度较低、测量误差较大以及稳定工作点较难调的问题。其中马赫-泽德型(March-Zhnder)的波长计需要形成两个光纤臂，而两个光纤臂的稳定性成为影响系统探测精度的主要因素。

发明内容

本发明提供了一种光平均波长的测量方法及装置，以解决在现有测量平均波长的技术中，存在不能测量宽谱光的波长、测量精度较低、测量误差较大以及稳定工作点较难调的问题。

一种光平均波长的测量方法，包括：

将输入的光信号通过相位调制得到两路光，并使经过光纤环传输的两路光产生干涉；

接收干涉的光信号并将所述光信号转换成电信号，通过对电信号解调获得所述输入的光信号的平均波长。

一种光平均波长的测量装置，包括：

光学调制单元，用于将输入的光信号进行相位调制得到两路光，并使经过光纤环传输的两路光产生干涉；

光电探测单元，用于接收干涉的光信号并将所述光信号转换成电信号，通过对电信号解调获得所述输入的光信号的平均波长。

本发明通过将接收的干涉光信号转化为电信号，并通过对电信号的解调得到输入的光信号的平均波长，具有测量精度较高、测量误差较小以及容易测量的特点，可以用于测量光纤传感和光纤通讯领域宽谱光信号的平均波长，也可以用于测量窄谱光信号的平均波长，特别适用于高精度宽谱光波长的测量。使用该种波长计对宽谱光平均波长的测量精度优于1ppm。具有很好的光学互易性，可以大大减少由偏振、背向散射背向反射引入的误差，提高测量精度。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的一种光平均波长的测量方法的流程示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的Sagnac干涉仪示意图；