[发明专利]一种程控可变波长的偏振单色光源产生系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光电测量领域，具体涉及一种程控可变波长的偏振单色光源产生系统及方法。

背景技术

截止波长是单模光纤重要性能指标之一，其表征了单模光纤中仅有基模传输的最短波长，保偏光纤作为一种特殊的单模光纤，由于存在相互垂直的偏振轴，两个偏振轴的截止波长有所不同，需要分别进行测量，测量方法上有别于普通单模光纤，即以宽带卤灯为光源，发出的光经单色仪后通过起偏器，然后经对轴装置耦合进入保偏光纤，用光电探测器分别测量在一定光谱范围内两次不同弯曲半径下光功率值，通过计算即可得到保偏光纤某轴的截止波长。

现行的保偏光纤截止波长测量用波长连续偏振光源是用分立光学元件搭建而成，光路系统稳定性差、光对轴耦合过程复杂，光路调整费时费力，单色仪波长值不能实时显示且需要经常校准，测量结果误差较大。

综上所述，现有技术中对于保偏光纤截止波长和光谱损耗测量存在无连续可变波长偏振光源的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种程控可变波长的偏振单色光源产生系统及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种程控可变波长的偏振单色光源产生系统，包括光输入模块、单色偏振光产生模块、控制模块和显示模块，所述光输入模块，用于输入光源；所述偏振单色光产生模块，用于产生偏振单色光；所述控制模块，用于控制光输入模块和偏振单色光产生模块；所述显示模块与控制模块连接，用于显示单色光的光谱数据。

进一步的，所述光输入模块包括宽光谱灯、滤光器和狭缝，所述宽光谱源灯，用于提供光源；所述宽光谱灯发出的光源经过滤光器滤除光波噪声和狭缝调整光谱宽度后由偏振单色光产生模块接收。

进一步的，所述宽光谱灯的底部设置有三维调节底座。

进一步的，所述偏振单色光产生模块包括光栅光路系统、光调制器、起偏器和光纤耦合器，所述光栅光路系统，用于产生一定波长和分辨率的单色光，所述光栅光路系统产生的单色光经过光调制器调制后，传输至起偏器，所述起偏器将单色光转换为偏振单色光，偏振单色光经过光纤耦合器耦合后输出。

进一步的，所述光栅光路系统包括腔体、第一反射镜、光栅、第二反射镜和出射狭缝，所述反射镜、光栅和出射狭缝设置在所述腔体内，光源经过反光镜准直成平行光入射到光栅上，平行光经过光栅分光后转换成不同波长的单色光入射到第二反射镜上，第二反射镜将各波长的单色光汇聚到出射狭缝。

进一步的，所述控制模块包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、步进电机驱动电路和主控制器，所述第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机的输入端分别与步进电机驱动电路连接，所述主控制器通过步进电机驱动电路驱动第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机；所述第一步进电机的输出端与滤光器连接，用于调整滤光器；所述第二步进电机的输出端与狭缝连接，用于调整狭缝的位置；所述第三步进电机的输出端与光栅光路系统连接，用于调整光栅光路系统的位置；所述第四步进电机的输出端与光调制器连接，用于控制光调制器。

进一步的，所述控制模块还包括与主控制器连接的接口电路，所述接口电路，用于与计算机连接。

进一步的，所述显示装置采用LED显示屏；所述接口电路采用GPIB接口。

一种程控可变波长的偏振单色光源产生系统的工作方法，包括以下步骤：

(1)根据预设的波长范围、分辨率值，通过宽光谱灯发出光源，光源经过滤光器滤除光波噪声后入射至狭缝，通过狭缝调整光源的光谱宽度后入射至光栅光路系统；

(2)光源经过反光镜准直成平行光入射到光栅上，平行光经过光栅分光后转换成不同波长的单色光照射在第二反射镜上，第二反射镜将各波长的单色光汇聚到出射狭缝，然后通过光调制器；

(3)单色光经过光调制器调制后入射到起偏器上，单色光经过起偏器转换为偏振单色光入射到光纤耦合器上，偏振单色光经过光纤耦合器耦合后输出。

进一步的，通过主控制器向步进电机驱动电路发送控制指令，驱动第一步进电机调整滤光器，进而对输出光的光谱范围进行限定，通过控制第三步进电机和第二步进电机调整光栅光路系统和狭缝的位置，获得所需要单色光的波长和分辨率，通过显示模块实时显示单色光的波长和分辨率，主控制器通过第四步进电机控制光调制器调制单色光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：