[发明专利]一种保偏光纤高消光比校准装置及其校准方法

权利要求书

1.一种保偏光纤高消光比校准装置，包括SLD光源、隔离器、分束器、圆偏振起偏器、起偏器、光纤准直/耦合系统、检偏器、光电探测器、锁相放大器以及计算机，其特征在于，SLD光源用于为校准装置提供1310nm和1550nm两个波段的低偏振度的宽光谱输入光；隔离器用于阻止光路中的后向反射光；分束器用于将光源输出光分为两束；圆偏振起偏器用于产生标准的圆偏振光；起偏器用于产生线偏振光；光纤准直/耦合系统用于光纤输出光的准直和空间传输光到光纤的耦合；检偏器用于检测从待测光纤输出的偏振光；光电探测器用于接收输出光信号，并转换成电信号；锁相放大器用于检测光电探测器输出的电信号；计算机，用于控制起偏/检偏器的旋转和锁相放大器的数据采集。

2.如权利要求1所述的一种保偏光纤高消光比校准装置，其特征在于：该装置包括两个SLD光源，一个隔离器，一个圆偏振起偏器，一个起偏器，三个光纤准直/耦合系统，一个检偏器，两个光电探测器，两个锁相放大器，一台计算机。

3.如权利要求1或2所述的一种保偏光纤高消光比校准装置，其特征在于：SLD光源输出光经隔离器后，通过一个分束器分为两路，其中一路经光电探测器(2)后直接由锁相放大器(2)接收，用于监测校准过程中光源输出光功率的波动，另一路为测量光路，首先经过光纤准直/耦合系统(1)，输出光经准直后入射到圆偏振起偏器，产生标准的圆偏振光，然后经过起偏器产生线偏振光，产生的线偏振光由光纤准直/耦合系统(2)注入保偏光纤的一端，另一端通过光纤准直/耦合系统(3)后入射到检偏器，检偏器与起偏器为同样的结构，经检偏器后的输出光由光电探测器(1)接收，转换为电信号后输入锁相放大器(1)。

4.如权利要求3所述的一种保偏光纤高消光比校准装置，其特征在于：所述的光纤准直/耦合系统集成了光纤夹持、空间定位和准直/耦合功能，定位机构可在X、Y、Z三个方向进行调节，行程范围±3mm，分辨率为0.02μm，保偏光纤的夹持使用无应力的光纤适配器，待测光纤可以在轴向自由转动，准直/耦合采用内应力较小的非球面透镜，通过透镜适配器直接安装支撑体上，同时调节支撑体旋钮可以快速改变光纤端面的倾角。

5.如权利要求3所述的一种保偏光纤高消光比校准装置，其特征在于：所述圆偏振起偏器由一个高消光比的偏振片和一个1/4波片组成，调节1/4波片的快轴方向，使其与线偏振光之间的夹角为45°，从而使线偏振光转变为圆偏振光；所述起偏器由高精度的旋转机构和偏振棱镜组成，旋转机构可绕中心轴进行360°旋转，角度分辨率为0.2mrad，采用脉冲编码式、闭环反馈控制，具有很高的旋转定位重复性，偏振棱镜采用格兰—汤普森棱镜，采用标准的25.4mm镜筒封装，通过一个压环直接装配在旋转机构上。

6.一种保偏光纤消光比校准方法，其特征在于该方法通过以下步骤实现：

第一步，将待测保偏光纤的两端面处理完成后，使用光纤适配器分别接入光纤准直/耦合系统(2)和光纤准直/耦合系统(3)；

第二步，计算机控制检偏器以一定速度连续旋转，同步采集锁相放大器(1)的读数V₁和锁相放大器(2)的读数V₂；

第三步，锁相放大器(1)和锁相放大器(2)的采集数据进行比对V＝V₁/V₂，然后对数据进行曲线拟合，求出最大值V_max与最小值V_min，根据计算公式PER＝10log(V_max/V_min)得到消光比的大小；

第四步，计算机控制起偏器步进旋转，根据实时测量的消光比的变化趋势，调整起偏器的旋转方向，旋转角度的调节由大到小逐步细调，直至找到消光比的最大值。