[发明专利]一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置及其偏振串音识别与处理方法

权利要求书

1.一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置，包括高偏振稳定度宽谱光源（1）、待测集成波导调制器（2）、光程解调装置（3）、偏振串音检测与记录装置（4），其特征是：

待测集成波导调制器（2）的第一输出通道和第二输出通道分别连接于光程解调装置（3）的第一解调干涉仪和第二解调干涉仪；偏振串音检测与记录装置（4）同时连接第一解调干涉仪和第二解调干涉仪，光电转换与信号处理单元（41）对第一解调干涉仪中的第一差分探测器和第二解调仪中的第二差分探测器输出的白光干涉信号同时进行处理与记录；控制计算机（42）利用内置的待测集成波导调制器（2）的偏振串音识别与处理方法，对待测集成波导调制器（2）的第一输出通道和第二输出通道间的波导芯片消光比、线性双折射、插入损耗、尾纤串音的绝对值进行测量、存储与显示，对在外界环境参数或应用参数变化时的性能差异进行比较和显示。

2.根据权利要求1所述的一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置，其特征在于：所述的第一解调干涉仪和第二解调干涉仪：第一解调干涉仪（31）由第一光纤检偏器（301）与第一2×2光纤耦合器（303）的第一端连接、第一2×2光纤耦合器的第二端与第二2×2光纤耦合器（307）的第一端连接、第一2×2光纤耦合器的第三端与第二2×2光纤耦合器（307）的第四端通过第一光纤环形器（305）连接、第一2×2光纤耦合器的第四端与第一DFB光源（311）连接，第一光纤环形器（305）的另一端连接第一光纤准直透镜（306）、第二2×2光纤耦合器（307）的第二端和第三端连接第一差分探测器；

第二解调干涉仪（32）与第一解调干涉仪的组成相同，分别由第二光纤检偏器（321）、第三2×2光纤耦合器（323）、第四2×2光纤耦合器（327）、第二光纤环形器（325）、第二光纤准直透镜（326）、第二差分探测器、第二DFB光源（331）组成。

3.根据权利要求1或2所述的一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置，其特征在于：所述的高偏振稳定度宽谱光源（1），通过光纤耦合器（12）的第一输出端（13）连接于第一光电探测器（14）；通过第二输出端（15）经过光纤隔离器（16）后，连接于光纤起偏器（17）。

4.根据权利要求3所述的一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置，其特征在于：所述的待测集成波导调制器（2）与高偏振稳定度宽谱光源（1）和光程解调装置（3）的连接关系是：

光纤起偏器（17）的输出保偏光纤（18）与待测集成波导调制器（2）输入通道（2A）的输入保偏尾纤（21）对轴角度为0～45°；

待测集成波导调制器的第一输出通道（2B）、第二输出通道（2C）的输出保偏尾纤与第一解调干涉仪和第二解调干涉仪的第一光纤检偏器、第二光纤检偏器的输入保偏尾纤的对轴角度分别为0～45°。

5.一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置的偏振串音识别与处理方法，其特征是：

1）检测输入保偏尾纤（21）的长度l_W-，，判断是否满足：

S_W-i=l_W-i×Δn_f>S_ripple

式中：Δn_f为保偏尾纤线性双折射，S_ripple为光源（11）二阶相干峰的光程最大值；

2）如不满足，则焊接一段延长保偏光纤l_f-i，对轴角度为0°-0°，测量并记录延长光纤l_f-i的长度和理论光程S_f-i，判断：

S_f-i=l_f-i×Δn_f>S_ripple

3）测量波导芯片（2D）的长度l_W；

4）测量第一输出通道尾纤、第二输出通道尾纤的长度l_W-o-1、l_W-o-2，判断：

S_W-o-1=l_W-o-1×Δn_f且S_W-o-2=l_W-o-1×Δn_f>S_W=l_W×Δn_W

式中：Δn_W波导芯片的线性双折射；

5）如输出通道尾纤的长度l_W-o-1、l_W-o-2不满足步骤4）的条件，则在第一输出通道、第二输出通道分别焊接两段长度相同的延长光纤l_f-o-1、l_f-o-2，其对轴角度为0°-0°，其长度要求满足：

S_f-o-1=l_f-o-1×Δn_f且S_f-o-2=l_f-o-1×Δn_f>S_W=l_W×Δn_W，测量并记录延长光纤l_f-o-1、l_f-o-2；

6）将待测集成波导调制器（2）与宽谱光源（1）和光程解调装置（3）连接，其输入和和输出的对轴角度分别为θ₁=45°，θ₂=45°；

7）启动白光干涉仪，同时获得第一输出通道、第二输出通道的两幅分布式偏振串音测量结果曲线；

8）利用已经测量的器件各部分的几何长度，包括：输入保偏尾纤（21）长度l_W-i、输入延长保偏光纤长度l_f-i、波导芯片（2D）长度l_W、第一输出通道、第二输出通道尾纤长度l_W-o-1、l_W-o-2、输出延长光纤的长度l_f-o-1、l_f-o-2；计算其光程延迟量，并按照大小依次排列为两行：

第一行对应第一波导输出通道：S_f-i、(S_f-i+S_W-i)、S_f-o-1、(S_f-o-1+S_W-o-1)、（S_f-o-1+S_W-o-1+S_f-i+S_W-i+S_W-1)

第二行对应第二波导输出通道：S_f-i、(S_f-i+S_W-i)、S_f-o-2、(S_f-o-2+S_W-o-2)、（S_f-o-2+S_W-o-2+S_f-i+S_W-i+S_W-2)

9）与理论公式进行对比，确定第一输出通道（2B）测量的偏振串音特征峰，具体为：

（1）波导输入延长光纤与波导输入尾纤（21）的偏振串音ρ_f-i；

（2）波导输入尾纤（21）与波导芯片（2D）的偏振串音ρ_W-i；

（3）输出延长光纤与第一输出通道波导输出尾纤的偏振串音ρ_f-o-1；

（4）第一输出通道波导输出尾纤与波导芯片（2D）的偏振串音_ρW-o-1；

（5）第一通道测量的Y波导芯片的偏振串音

确定第二输出通道（2C）测量的偏振串音特征峰，具体为：

（1）波导输入延长光纤与波导输入尾纤（21）的偏振串音ρ_f-i；

（2）波导输入尾纤（21）与波导芯片（2D）的偏振串音ρ_W-i；

（3）输出延长光纤与第二输出通道波导输出尾纤的偏振串音ρ_f-o-2；

（4）第二输出通道波导输出尾纤与波导芯片（2D）的偏振串音_ρW-o-2；

（5）第二通道测量的Y波导芯片的偏振串音

10）对比偏振串音与偏振串音偏振串音ρ_W-o-2与偏振串音ρ_W-o-1；

11）根据计算得出的保偏光纤尾纤和波导芯片实测的双折射Δn_f、Δn_W；I(0)_out1/I(0)_out2代表波导器件第一、第二输出通道测量的插入损耗比值；

12）当外界环境参数或者应用参数变化时，重新执行步骤7），对Y波导的光学参数进行测量，可以测量的参数还包括两个输出通道的光学特性变化，包括输入/输出光纤与波导芯片的耦合串音随温度的变化；波导两输出通道的芯片消光比随外加电压的变化。