[发明专利]一种基于频域消偏结构的光谱偏振无关测量的装置与方法

权利要求书

1.一种光谱偏振无关测量的装置，其特征在于，包括消偏模块、泵浦光源模块和SBS效应发生模块；其中：所述泵浦光源模块的输出端接消偏模块的输入端；所述SBS效应发生模块的两个输入端分别接消偏模块的输出端和外部待测光信号；

所述消偏模块包括光功率分配单元、延时单元、偏振控制单元以及可调分配比光功率耦合单元；其中：

所述光功率分配单元的输入端为消偏模块的输入端，其两路输出端分别与延时单元、偏振控制单元的输入端相连；所述延时单元、偏振控制单元的输出端分别与可调分配比光功率耦合单元的两个输入端相连；可调分配比光功率耦合单元的输出端为消偏模块的输出端；

所述消偏模块中延时单元为光纤，用于使得两路激光在时间上不相关，其长度L最小值应满足其中Δλ为泵浦光源线宽，n为光纤折射率，λ为泵浦光源的工作波长；其长度L最大值应满足其中υ表示泵浦光源处于扫描工作状态时的扫描速度，Δ表示光谱测量装置的分辨率，c表示光纤中的光速。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调分配比光功率耦合单元由衰减器和光耦合器串接组成，其具有两个输入端，一个输出端，用于将两路输入光耦合成为一路输出光；所述衰减器设置在其中一个光耦合输入端，或者在两个输入端各设置一个；所述衰减器作用是使得两路激光在进入光耦合器前的光功率相等。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述偏振控制单元的设置应使得通过其调节的输出激光与另一支路激光的偏振态正交，具体满足矩阵

(S₂₀，S₂₁，S₂₂，S₂₃)^T＝(S₁₀，-S₁₁，S₁₂，-S₁₃)^T

其中，S₁₀、S₁₁、S₁₂、S₁₃为另一支路激光对应的四个斯托克斯参量，(S₁₀，S₁₁，S₁₂，S₁₃)^T表示另一支路激光的偏振态，(S₂₀，S₂₁，S₂₂，S₂₃)^T表示通过偏振控制单元调节后的本支路激光的偏振态，S₂₀、S₂₁、S₂₂、S₂₃为其对应的四个斯托克斯参量。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述泵浦光源模块包括可调谐激光器单元和稳偏单元；所述稳偏单元的输入端与可调谐激光器单元的输出端相连；所述稳偏单元的输出端为泵浦光源模块的输出端。

5.一种基于权利要求1或2的光谱偏振无关测量的装置，其特征在于，还包括数据采集与光谱重构模块，其输入端接SBS效应发生模块的输出端，用于完成光电转换、信号采集、数据处理和光谱重构。

6.一种基于权利要求1或2所述装置的光谱偏振无关测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将可调谐激光器单元发出的处于扫描工作状态的激光经稳偏后送入所述消偏模块；

(2)在消偏模块中，待消偏激光通过光功率分配单元分为两路，一路经过延时单元，使用延时单元对本路激光进行延时，使得其与第二路激光在时间上不相关；第二路激光经过偏振控制单元，使用偏振控制单元调节本路激光的偏振态，使得其与第一路激光的偏振态正交；两路激光通过可调分配比光功率耦合单元进行耦合，通过调节衰减器使得两路激光可以功率相等地耦合，得到消偏光；

(3)将消偏模块输出的消偏光作为泵浦光输入到SBS效应发生模块中，与待测信号光在SBS效应发生模块中发生相互作用，对待测信号光进行滤波放大；

(4)使用数据采集与光谱重构模块对经过SBS效应发生模块放大的待测信号光进行探测采集，经过光电探测器转变为电信号，由数据采集卡进行数据采集，由计算机进行数据处理以及光谱重构，得到待测信号的光谱。