[发明专利]一种测量高非线性光纤Verdet常数的装置和方法

权利要求书

1.一种测量高非线性光纤Verdet常数的装置，该装置包括：脉冲信号发生单元、待测光纤单元、接收测试单元以及数据处理单元四个部分，接收测试单元与数据处理单元相连，其特征在于脉冲信号发生单元包括：锁模光纤激光器、偏振控制器、掺铒光纤放大器1、带通滤波器1、掺铒光纤放大器2、带通滤波器2、衰减器，由锁模光纤激光器产生的高斯光脉冲依次通过偏振控制器、掺铒光纤放大器1、带通滤波器1、掺铒光纤放大器2、带通滤波器2、衰减器输出适当的高功率光脉冲信号，各元件之间通过光纤连接；待测光纤单元包括：待测高非线性光纤、螺绕环、高斯计、直流电源，其中高非线性光纤从螺绕环中穿过，磁场大小可通过直流电源调节，利用高斯计测量磁场大小，待测高非线性光纤与脉冲信号发生单元的衰减器连接；接收测试单元包括光谱仪、光功率计，用于获取待测高非线性光纤的输入、输出的光脉冲频谱、峰值功率；数据处理单元是从输入或输出光谱信息中找出最大的非线性系数，并对光纤Verdet常数进行计算。

2.一种用于测量高非线性光纤Verdet常数装置的测量方法,该方法包括：

步骤1.调试各个单元的工作状态；

步骤2.设置锁模光纤激光器产生中心波长为λ的高斯光脉冲，光脉冲通过偏振控制器调整偏振态，然后经过掺铒光纤放大器、带通滤波器、衰减器获得适当的高功率光脉冲；

步骤3.用光谱仪测量高非线性光纤的输入光脉冲光谱，测得输入脉冲的峰值功率P₀并由数据处理单元计算光脉冲频谱的初始均方根谱宽△ω₀；

步骤4.通过偏振控制器调整导波光的偏振态，利用光谱仪获取从高非线性光纤输出的光脉冲光谱，并由数据处理单元计算出最大的均方根谱宽△ω_rms；

步骤5.根据公式：

γ=334((ΔωrmsΔω0)2-1)·α(1-e-αL)P0]]>

计算光纤的非线性系数γ；

其中P₀为输入脉冲的峰值功率，α为光纤的损耗系数，L为光纤长度；

步骤6.打开驱动螺绕环的直流电源，用高斯计测得光纤中磁感应强度为B（单位T），重复步骤4和5，可测得加载磁场时光纤的等效非线性系数γ^*；

步骤7.根据公式

V=2η(1-η2)·Δn·πBλ]]>

计算待测光纤在波长λ处的Verdet常数，

其中△n为光纤的线双折射参量；

步骤8.改变输入到光纤的导波光脉冲波长，重复上述过程可获得高非线性光纤Verdet常数的波长依赖关系V(λ)。